JP2023104919A - 半導体パッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】コア層に配置される電極層の線幅及びスペースが微細化された回路基板及びこれを含む半導体パッケージを提供する。【解決手段】回路基板において、コア層100は、上面及び下面を含む第1絶縁層110と、第1絶縁層の上面と下面を貫通する第1貫通電極140と、第1絶縁層の上面及び第1貫通電極の上面に配置される第1電極層120と、を含む。第1電極層は、第1絶縁層の上面に配置される第1領域R1と、貫通電極層の上面に配置される第2領域R2と、を含み、第1電極層の第1領域の厚さは、第1電極層の第2領域の厚さとは異なる。【選択図】図2a
Description
実施例は、半導体パッケージに関し、特にコア層を含む半導体パッケージに関する。
最近、回路基板は、多層回路基板として提供されている。このような多層回路基板は、銅箔積層板(CCL)などコア基板の表面にアディティブ工法(Additive)やサブトラクティブ(Subtractive)工法などを適用して内層電極層を形成し、絶縁層を順に積層しながら内層電極層と同じ方法で外層電極層を形成することによって製造される。
一方、回路基板は、貫通電極を含む。前記貫通電極は、互いに異なる層に配置された電極層を電気的に連結する。例えば、前記貫通電極は、内層電極層と外層電極層との間を電気的に連結する。即ち、前記回路基板は、前記コア基板に貫通孔を形成し、前記形成された貫通孔の内部を化学的及び/または電気的にメッキして前記貫通電極を形成する。
このとき、従来の回路基板は、強度向上及び反り特性の向上のために、前記コア基板の厚さが増加している。例えば、前記コア基板の厚さは、200μm以上を有する。好ましくは、従来の前記コア基板の厚さは、400μm~800μmの範囲を有する。このとき、前記コア基板の厚さが増加する場合、前記コア基板を貫通する貫通孔を形成する工程で使用されるドリルサイズも増加する。そして、前記ドリルサイズが増加する場合、これに対応して前記貫通孔のサイズ及び前記貫通電極のサイズが増加するという問題がある。
さらに、従来の回路基板は、前記コア基板の厚さ及び前記貫通電極のサイズの増加により、前記電極層を微細化するのに限界がある。例えば、従来の回路基板の電極層の線幅は、30μmを超えている。例えば、従来の回路基板の電極層間のスペースは、30μmを超えている。
これにより、前記コア基板を含む回路基板では、貫通電極のサイズを減らしながら、電極層の線幅及びスペースを減らすことができる方案が要求されている。
実施例では、新しい構造のコア層を含む回路基板及びこれを含む半導体パッケージを提供する。
また、実施例では、互いに異なる物質からなる複数の絶縁層で構成されたコア層を含む回路基板及びこれを含む半導体パッケージを提供する。
また、実施例では、コア層に配置される電極層の線幅及びスペースが微細化された回路基板及びこれを含む半導体パッケージを提供する。
提案される実施例において、解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から実施例が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明確に理解されるであろう。
実施例に係る半導体パッケージは、貫通孔を含む第1絶縁層と、前記第1絶縁層の前記貫通孔に配置された絶縁部材と、前記絶縁部材上に配置された第1電極層と、前記第1電極層上に配置された第2絶縁層と、前記第2絶縁層を貫通する第1貫通電極と、を含み、前記第1貫通電極は、前記第1電極層及び前記絶縁部材と垂直方向に重なる。
また、前記半導体パッケージは、前記貫通孔内に配置され、前記絶縁部材の少なくとも一部を包む第2貫通電極をさらに含み、前記第1電極層は、前記第2貫通電極及び前記絶縁部材上に配置される。
また、前記第1電極層は、前記第1絶縁層と垂直方向に重なった第1領域と、前記絶縁部材と垂直方向に重なった第2領域と、を含み、前記第1電極層の前記第1領域の厚さは、前記第1電極層の前記第2領域の厚さとは異なる。
また、前記第1電極層の前記第1領域の厚さは、前記第1電極層の前記第2領域の厚さよりも大きい。
また、前記第1電極層は、前記第1領域と前記第2領域との間に備えられ、前記第1貫通電極と垂直方向に重なった第3領域をさらに含み、前記第1電極層の前記第3領域の厚さは、前記第2領域の厚さよりも大きい。
また、前記絶縁部材の上面は、前記第1絶縁層の上面よりも高く位置する。
また、前記第1電極層は、前記第1絶縁層の上面に配置される第1金属層と、前記第1金属層及び前記第1貫通電極上に配置される第2金属層と、を含む。
また、前記第1電極層の前記第2金属層は、前記第1領域の厚さ及び前記第2領域の厚さが異なり、前記第2金属層の下面は、前記絶縁部材に向かって凹状の凹部を含む。
また、前記第1絶縁層は、銅箔積層板(CCL)を含む。
また、前記第1絶縁層は、80μm?150μmの範囲の厚さを有する。
また、前記半導体パッケージは、前記第1貫通電極上に配置された第2電極層をさらに含み、前記第2電極層は、前記第1貫通電極と垂直方向に重なる。
また、前記第2絶縁層は、プリプレグとABF(Ajinomoto Build-up Film )のうちいずれか一つを含む。
また、前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層は、回路基板のコア層である。
また、前記第1貫通電極、前記第1電極層、及び前記第2貫通電極は、コア層の上面及び下面を貫通するコア貫通電極である。
また、前記第2絶縁層のうち前記第2貫通電極と垂直に重ならない領域には、前記第1貫通電極が配置されない。
また、前記第2貫通電極の側面の傾斜は、前記第1絶縁層の上面または下面に対して垂直である。
また、前記第1貫通電極の形状は、前記第2貫通電極の形状とは異なる。
また、前記半導体パッケージは、前記第2絶縁層上に配置される第3絶縁層と、前記第3絶縁層上に配置される第3電極層と、前記第3電極層上に配置される接続部と、前記接続部上に配置される半導体素子と、をさらに含む。
実施例における回路基板は、第1絶縁層を貫通する貫通電極層と前記第1絶縁層上に配置される第1電極層とを含む。このとき、前記貫通電極層は、前記第1絶縁層を貫通する第1貫通孔の内壁に配置される第1貫通電極及び絶縁部材を含む。そして、前記第1電極層は、前記絶縁部材と垂直に重ならない第1領域R1と前記絶縁部材と垂直に重なる第2領域R2とを含む。そして、前記第1電極層の前記第1領域R1は、第1金属層及び第2金属層を含む多層構造を有する。そして、前記第1電極層の前記第2領域R2は、前記第2金属層のみを含むことができる。例えば、前記第1電極層の前記第1領域R1における金属層の層数は、前記第1電極層の前記第2領域R2における金属層の層数よりも多くてもよい。
これにより、前記第1電極層の前記第1領域R1の厚さは、前記第2領域R2の厚さよりも大きくてもよい。好ましくは、前記絶縁部材と垂直に重なる領域における前記第1電極層の厚さは、前記絶縁部材と垂直に重ならない領域における前記第1電極層の厚さよりも小さくてもよい。これにより、実施例では、前記第1電極層の前記第2領域R2における厚さを比較例に比べて減らすことができる。これにより、実施例では、前記第1電極層を形成するためのメッキ工程時間を減らすことができ、さらに前記メッキ工程のコストを削減することができる。
実施例では、上記のように回路基板のコア層が銅箔積層板のみで構成されるものではなく、銅箔積層板とプリプレグまたはABFとの組合せで構成されるようにする。これにより、実施例では、前記回路基板のコア層の上面及び下面に配置される電極層の厚さを減らすことができる。また、実施例では、前記回路基板のコア層の上面及び下面に配置される電極層の線幅及びスペースを減らすことができる。これにより、実施例では、コア層の上面及び下面に配置される電極層の微細化が可能であり、これにより回路基板の全体的な厚さを減らすことができる。
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
但し、本発明の技術思想は、説明される一部の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され、本発明の技術思想の範囲内であれば、実施例間のその構成要素のうち一つ以上を選択的に結合、置換して使用することができる。
また、本発明の実施例で用いられる用語(技術及び科学的用語を含む)は、明らかに特別に定義されて記述されない限り、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者に一般的に理解される意味として解釈することができ、事前に定義された用語のように一般的に用いられる用語は、関連技術の文脈上の意味を考慮して、その意味を解釈できるであろう。また、本発明の実施例で用いられる用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。
本明細書において、単数形は、フレーズで特に言及しない限り、複数形も含むことができ、「A及び(と)B、Cのうち少なくとも一つ(または一つ以上)」に記載される場合、A、B、Cに結合できるすべての組合せのうち一つ以上を含むことができる。また、本発明の構成要素を説明するにあたって、第1、第2、A、B、(a)、(b)等の用語を使用することができる。
このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語により当該構成要素の本質や順番または順序などに限定されない。そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合のみならず、その構成要素とその他の構成要素との間にある別の構成要素によって「連結」、「結合」または「接続」される場合も含むことができる。
また、各構成要素の「上(うえ)または下(した)」に形成または配置されることが記載される場合には、上(うえ)または下(した)は、二つの構成要素が互いに直接接触する場合のみならず、一つ以上の別の構成要素が二つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また、「上(うえ)または下(した)」で表現される場合、一つの構成要素を基準に上方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。
-比較例(従来技術の構造及びその問題点)-
図1は、比較例に係る回路基板を示す図である。特に、図1は、比較例の回路基板におけるコア層を示す図である。
図1は、比較例に係る回路基板を示す図である。特に、図1は、比較例の回路基板におけるコア層を示す図である。
以下では、図1を参照して比較例に係るコア層を含む回路基板の問題点について説明する。
比較例の説明に先立ち、回路基板は、電子機器の高機能化及び半導体デバイスの高集積化に伴って高密度化が要求されている。これにより、回路基板は多層構造を有する。
このような多層構造の前記回路基板が適用される製品群には、FCBGA(Flip Chip Ball Grid Array)やFCCSP(Flip-Chip Chip Scale Package)が含まれる。そして、FCBGAやFCCSPに適用される回路基板は、コア層を含むことができる。
そして、前記コア層は、多層ビルドアップの実現のために200μm以上の厚さを有している。また、前記コア層には、各層の電極層の電気的接続のための貫通電極が形成される。前記貫通電極は、前記コア層の上面及び下面を貫通する貫通孔を導電性物質で充填して形成することができる。しかし、上記のようなコア層は、300μm以上の厚さを有する場合、比較例の貫通孔を形成する工程及び/または貫通電極を形成する工程では、次のような問題点がある。
比較例の前記回路基板は、絶縁層10、第1電極層20、第2電極層30、及び貫通電極層を含む。
前記絶縁層10は、コア層であり、銅箔積層板(CCL)であり得る。前記絶縁層10は、200μm以上の厚さtを有することができる。このとき、200μm以上の厚さtを有する絶縁層10に形成される貫通孔は、以下の2つの方法のいずれか一つの方法を用いることができる。
即ち、前記貫通孔は、前記絶縁層10の上側及び下側でそれぞれレーザ工程を行うことによって形成され得る。このような方法で形成された貫通孔の垂直断面形状は、砂時計形状を有する。言い換えれば、前記絶縁層10の厚さが200μmを超える場合、前記絶縁層10の上側及び下側のいずれか一つにのみ前記絶縁層10を貫通する貫通孔を形成することが困難である。これにより、一般にレーザを用いてコア層などの前記絶縁層10に貫通孔を形成する場合、前記絶縁層10の上面及び下面にそれぞれ貫通孔を形成する工程を行うようになる。例えば、レーザ加工を通じて前記絶縁層10に貫通孔を形成する場合、前記貫通孔が有するべき目標孔幅及び孔深さに対応して、前記絶縁層10の上面で貫通孔の第1孔パートを形成し、前記絶縁層10の下面で前記貫通孔の前記第1孔パートと連結される第2孔パートを形成する工程を行う。
しかし、上記のような貫通孔は、砂時計形状を有し、これにより前記貫通孔は、前記絶縁層10の上面及び下面から離れるほど幅が減少するようになる。このとき、前記貫通孔の目標幅は、前記第1孔パートと前記第2孔パートとが連結される中心部における幅を基準に決定される。これにより、前記貫通孔は、前記絶縁層10の上面に隣接した領域及び前記絶縁層10の下面に隣接した領域で前記目標幅よりも大きい幅を有し、これにより前記貫通孔の全体面積が大きくなるという問題がある。例えば、前記貫通孔の目標幅が前記第1孔パート及び第2孔パートの幅を中心に決定される場合、前記第1孔パート及び前記第2孔パートが互いに連結されない未貫通問題が発生することがある。
これにより、一般的に、コア層の絶縁層10に貫通孔を形成する場合は、CNC(Computer Numerical Control)ドリルを用いる。そして、CNCドリルを用いる場合、前記貫通孔は、上面及び下面の幅が同じ幅を有するようになる。即ち、前記貫通孔は、上面及び下面の幅が同じ柱状を有する。
このとき、前記貫通孔が柱状を有する場合、前記貫通孔内に均一な導電性物質を充填することが困難であるという問題がある。即ち、柱状を有する貫通孔を充填するメッキを行う場合、前記貫通孔の中心部よりも貫通孔の外側で先にメッキが完了することにより、中心部にメッキが施されていない空き空間(例えば、ボイド)が 存在するという問題がある。また、前記貫通孔内に形成された貫通電極層の上面及び下面は、平面ではなく曲面(例えば、貫通孔の中心部に向かって凹状または凸状の曲面)を有する。そして、前記貫通電極層の上面及び下面が曲面を有する場合、基板の平坦度が低下するという問題があり、これにより追加電極層の形成時に整列性が低下するという問題がある。
これを解決するために、比較例では、貫通孔の内部をホールプラギング方式で充填している。これにより、比較例の回路基板の前記貫通電極層は、前記貫通孔の内壁に形成される第1貫通電極40及び前記貫通孔を満たす絶縁部材50を含む。
一方、比較例の回路基板は、前記絶縁層10の上面に配置される第1電極層20を含む。このとき、前記第1電極層20は、前記絶縁層10の上面、前記第1貫通電極40の上面、及び前記絶縁部材50の上面にそれぞれ配置される。例えば、前記第1電極層20は、前記絶縁層10の上面に配置される第1部分と、前記第1貫通電極40の上面に配置される第2部分と、前記絶縁部材50の上面に配置される第3部分とを含む。そして、前記第1電極層20の前記第1乃至第3部分は、互いに同じ厚さを有する。
また、比較例の回路基板は、前記絶縁層10の下面に配置される第2電極層30を含む。このとき、前記第2電極層30は、前記絶縁層10の下面、前記第1貫通電極40の下面、及び前記絶縁部材50の下面にそれぞれ配置される。例えば、前記第2電極層30は、前記絶縁層10の下面に配置される第1部分と、前記第1貫通電極40の下面に配置される第2部分と、前記絶縁部材50の下面に配置される第3部分とを含む。そして、前記第2電極層30の前記第1乃至第3部分は、互いに同じ厚さを有する。
上記のように、比較例における第1電極層20及び第2電極層30は、200μm以上の厚さtを有する絶縁層10上に配置されることにより、前記絶縁層10の厚さに比例して増加している。そして、前記第1電極層20及び前記第2電極層30のそれぞれの第1乃至第3部分は互いに同じ厚さを有しており、これにより前記第1電極層20及び前記第2電極層30を形成するための製造単価が増加するという問題点がある。
また、前記比較例の回路基板は、前記絶縁層10が有する厚さtに応じて、前記第1電極層20の厚さ及び前記第2電極層30の厚さが増加する。そして、前記第1電極層20の厚さが増加することにより、前記第1電極層20が有する線幅及びスペースも増加している。例えば、比較例では、前記第1電極層20の線幅は30μmを超え、複数の第1電極層20間のスペースは30μmを超える。例えば、比較例における前記第2電極層30の線幅は30μmを超え、複数の第2電極層30間のスペースは30μmを超える。
上記のように、比較例では、コア層を構成する絶縁層10の表面に配置される第1電極層20及び第2電極層30の線幅及びスペースを微細化するのに限界がある。
これにより、実施例では、水平方向に厚さ変化を有する第1電極層及び第2電極層を提供できるようにする。また、実施例では、コア層の表面に配置される第1電極層及び第2電極層の線幅及びスペースを微細化できるようにする。
これにより、実施例では、300μm以上の厚さを有するコア層に形成された貫通孔の内部に電気的信頼性及び物理的信頼性が向上した貫通電極を形成できるようにする。例えば、実施例では、新しい構造を有する貫通電極を含む回路基板及びこれを含むパッケージ基板を提供する。
-電子デバイス-
実施例の説明に先立ち、実施例の回路基板にチップを実装した構造を有するパッケージ基板は、電子デバイスに含まれ得る。
実施例の説明に先立ち、実施例の回路基板にチップを実装した構造を有するパッケージ基板は、電子デバイスに含まれ得る。
このとき、電子デバイスは、メインボード(図示せず)を含む。前記メインボードは、多様な部品と物理的及び/または電気的に連結され得る。例えば、メインボードは、実施例のパッケージ基板と連結され得る。前記パッケージ基板には、多様なチップを実装され得る。主に、前記パッケージ基板には、揮発性メモリ(例えば、DRAM)、不揮発性メモリ(例えば、ROM)、フラッシュメモリなどのメモリチップと、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラなどのアプリケーションプロセッサチップと、アナログ-デジタルコンバータ、ASIC(application-specific IC)などのロジックチップなどが実装され得る。
そして、実施例では、前記電子装置のメインボードと連結されるパッケージ基板の厚さを減少させながら、一つの基板に互いに異なる種類の少なくとも2つのチップを実装することができるパッケージ基板を提供する。
このとき、前記電子デバイスは、スマートフォン(smart phone)、個人用情報端末(personal digital assistant)、デジタルビデオカメラ(digital video camera)、デジタルスチルカメラ(digital still camera)、ネットワークシステム(network system)、コンピュータ(computer)、モニター(monitor)、タブレット(tablet)、ラップトップ(laptop)、ネットブック(netbook)、テレビ(television)、ビデオゲーム(video game)、スマートウォッチ(smart watch)、オートモーティブ(Automotive)などであり得る。但し、これに限定されず、これらに加えてデータを処理する任意の他の電子機器であり得ることは言うまでもない。
-回路基板-
図2aは、実施例に係る回路基板を示す図である。例えば、図2は、実施例に係る回路基板におけるコア層の一部を示す図である。即ち、実施例の回路基板のコア層は、複数の絶縁層に構成される。また、図2aは、複数の絶縁層に構成されるコア層のうち中央に配置された絶縁層及び電極層を示すものであり得る。
図2aは、実施例に係る回路基板を示す図である。例えば、図2は、実施例に係る回路基板におけるコア層の一部を示す図である。即ち、実施例の回路基板のコア層は、複数の絶縁層に構成される。また、図2aは、複数の絶縁層に構成されるコア層のうち中央に配置された絶縁層及び電極層を示すものであり得る。
図2aを参照すると、回路基板は、第1絶縁層110、第1電極層120、第2電極層130、第1貫通電極140、及び絶縁部材150を含むことができる。
実施例の回路基板は、多層構造を有することができる。例えば、実施例の回路基板は、複数の絶縁層を含むことができる。但し、図2は、多層構造を有する回路基板において、コア層を構成する複数の絶縁層のうち第1絶縁層を中心に示すものであり得る。
前記第1絶縁層110は、コア層であり得る。例えば、前記第1絶縁層110は、剛性を有する絶縁層、または絶縁層の両面に銅箔が積層された銅箔積層板(CCL:Copper Clad Lamination)からなることができる。
特に、銅箔積層板は、一般に 回路基板が製造される円板であり、絶縁層に銅箔を施した積層板であって、その用途に応じてガラス/エポキシ銅箔積層板、耐熱樹脂銅箔積層板、紙/フェノール銅箔積層板、高周波用銅箔積層板、フレキシブル銅箔積層板(例えば、ポリイミドフィルム)、及び複合銅箔積層板などを含むことができる。このとき、実施例の第1絶縁層110は、両面回路基板及び多層回路基板の作製のためにガラス/エポキシ銅箔積層板を用いることができる。
前記ガラス/エポキシ銅箔積層板は、ガラス繊維または有機材質の繊維にエポキシ樹脂を浸透させた補強基材と銅箔からなる。ガラス/エポキシ銅箔積層板は、補強基材によって区分され、一般にFR-1乃至FR-5のようにNEMA(National Electrical Manufacturers Association:国際電気工業協会)で定められた規格により補強基材と耐熱性に応じた等級が定められている。ここで、このような等級の中で、FR-4が最も多く用いられているが、最近では樹脂のガラス転移温度(Tg)特性等を向上させたFR-5の需要も増加している。
前記第1絶縁層110は、一定の厚さT1を有することができる。このとき、前記第1絶縁層110の厚さT1は、比較例のコア層が有する厚さよりも小さくてもよい。好ましくは、前記第1絶縁層110の厚さT1は、150μm以下であり得る。即ち、比較例のコア層は、200μm以上の厚さを有していた。これにより、比較例の回路基板は、コア層に形成される貫通孔のサイズが大きくなるという問題と、絶縁層の上面及び下面に配置される電極層の厚さ、線幅、及びスペースが増加するという問題があった。
これにより、実施例では、コア層を複数の絶縁層に構成し、このうち銅箔積層板として構成される第1絶縁層110の厚さT1が150μm以下を有するようにする。これにより、実施例では、前記第1絶縁層110の厚さT1の減少に応じて、前記第1絶縁層110を貫通する貫通孔TH1の幅を減らすことができる。また、実施例では、前記第1絶縁層110の厚さT1の減少に応じて、前記第1電極層120及び第2電極層130のそれぞれの厚さ、線幅、及びスペースを減らすことができる。
好ましくは、前記第1絶縁層110の厚さT1は、80μm?150μmの範囲を有することができる。例えば、前記第1絶縁層110の厚さT1は、90μm?148の範囲を有することができる。例えば、前記第1絶縁層110の厚さは、100μm?145μmの範囲を有することができる。
前記第1絶縁層110の厚さT1が80μm未満であると、回路基板の剛性及び反り特性が低下することがある。また、前記第1絶縁層110の厚さT1が150μmを超えると、比較例に比べて前記第1絶縁層110に形成される貫通孔の幅の減少の程度が微々たることがある。また、前記第1絶縁層110の厚さT1が150μmを超えると、前記第1絶縁層110に配置される第1電極層120及び第2電極層130の厚さ、線幅、及びスペースの微細化が困難であり得る。
第1電極層120は、前記第1絶縁層110の上面に配置される。
また、第2電極層130は、前記第1絶縁層110の下面に配置される。
このとき、前記第1電極層120及び第2電極層130は、通常の回路基板の製造工程であるアディティブ工法(Additive process)、サブトラクティブ工法(Subtractive Process)、MSAP(Modified Semi Additive Process)、及びSAP(Semi Additive Process)工法などで製造され得る。このとき、前記第1電極層120及び第2電極層130は、製造工法によって互いに異なる層数を有することができる。
例えば、前記第1電極層120及び第2電極層130がSAP工法で製造される場合、前記第1電極層120及び第2電極層130は、2層構造を有することができる。また、前記第1電極層120及び第2電極層130がMSAP工法で製造される場合、前記第1電極層120及び第2電極層130は、銅箔層を含む3層構造を有することができる。但し、以下では、前記第1電極層120及び第2電極層130がSAP工法で製造されることについて説明する。但し、実施例はこれに限定されない。例えば、前記第1電極層120及び第2電極層130がMSAP工法で製造される場合、以下の第1電極層120及び第2電極層130のそれぞれの第1金属層は、銅箔層及び化学銅メッキ層を含む2層構造を有することができる。
前記第1電極層120は、複数の層に構成され得る。例えば、前記第1電極層120は、前記第1絶縁層110の上面に配置される第1金属層121及び前記第1金属層121上に配置される第2金属層122を含むことができる。
また、前記第2電極層130は、複数の層に構成され得る。例えば、前記第2電極層130は、前記第1電極層120の下面に配置される第3金属層131及び前記第3金属層131の下面に配置される第4金属層132を含むことができる。
前記第1電極層120の第1金属層121及び第2金属層122と前記第2電極層130の第3金属層131及び第4金属層132は、それぞれ金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、錫(Sn)、銅(Cu)、及び亜鉛(Zn)のうちから選択される少なくとも一つの金属物質からなることができる。例えば、前記第1電極層120の第1金属層121及び第2金属層122と前記第2電極層130の第3金属層131及び第4金属層132は、それぞれボンディング力に優れた金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、錫(Sn)、銅(Cu)、及び亜鉛(Zn)のうちから選択される少なくとも一つの金属物質を含むペーストまたはソルダーペーストからなることができる。好ましくは、前記第1電極層120の前記第1金属層121及び第2金属層122と、前記第2電極層130の第3金属層131及び第4金属層132は、それぞれ電気伝導性が高く、かつ価格が比較的安価な銅(Cu)からなることができる。
このとき、上記では、第1電極層120と第2電極層130とを区分するために、前記第1電極層120の第1金属層121と前記第2電極層130の第3金属層131がそれぞれ別の金属層であると説明したが、これに限定されない。例えば、前記第1電極層120の第1金属層121、前記第2電極層130の第3金属層131、及び第1貫通電極140は、実質的に一つの金属層を意味することができる。例えば、実施例では、前記第1絶縁層110に貫通孔TH1を形成し、前記第1絶縁層110の上面、前記第1絶縁層110の下面、及び前記貫通孔TH1の内壁にメッキを行って化学銅メッキ層を形成する。そして、前記第1電極層120の第1金属層121、第2電極層130の第3金属層131、及び前記第1貫通電極140は、前記形成された化学銅メッキ層を意味することができる。但し、以下では、説明の便宜上、前記第1電極層120の第1金属層121、前記第2電極層130の第3金属層131、及び前記貫通電極140がそれぞれ別の金属層として説明する。
一方、前記第1絶縁層110を貫通する貫通孔TH1内には、貫通電極層が配置される。前記貫通電極層は、前記貫通孔TH1の内部を満たす物質層を意味することができる。
このとき、前記貫通孔TH1は、前記第1絶縁層110の上面及び下面を貫通することができる。前記貫通孔TH1は、前記第1絶縁層110の上面に隣接した領域の幅と前記第1絶縁層110の下面に隣接した領域の幅とが互いに同じでもよい。また、前記貫通孔TH1は、前記第1絶縁層110の上面に隣接した領域から前記第1絶縁層110の下面に隣接した領域に行くほど幅が変化しないことがある。好ましくは、前記貫通孔TH1は、厚さ方向に行くほど幅が変化しない柱状を有することができる。
そして、前記貫通電極層は、前記柱状を有する前記貫通孔TH1内に配置され得る。
このとき、前記貫通電極層は、前記貫通孔TH1の内壁に配置された第1貫通電極140を含む。前記第1貫通電極140は、電気伝導性を有する金属物質を含むことができる。例えば、前記第1貫通電極140は、前記第1電極層120の第1金属層121及び前記第2電極層130の第3金属層131と同じ金属物質からなることができる。
また、前記貫通電極層は、前記貫通孔TH1内に配置された前記絶縁部材150を含むことができる。前記絶縁部材150は、前記貫通孔TH1の内部を充填して配置され得る。好ましくは、前記貫通孔TH1の一部は、前記第1貫通電極140で満たされてもよく、前記貫通孔TH1の残りの一部は、前記絶縁部材150で充填されてもよい。前記絶縁部材150は、絶縁層インク材質のペーストであるプラギングインク(plugging ink)で形成され得る。これにより、前記絶縁部材150は、ホールプラギング層と称することができる。但し、実施例はこれに限定されず、前記絶縁部材150は、導電性金属粉末が含まれた導電性ペーストを含むこともできる。
前記絶縁部材150は、前記貫通孔TH1内に配置される。前記絶縁部材150は、第1貫通電極140で包まれてもよい。例えば、前記第1貫通電極140は、前記絶縁部材140の少なくとも一部を包んで備えられてもよい。好ましくは、第1貫通電極140は、前記絶縁部材140の上面、下面、及び側面を包んで備えられてもよい。
前記絶縁部材150は、前記貫通孔TH1の上側及び下側に突出し得る。
例えば、前記絶縁部材150の上面は、前記第1絶縁層110の上面よりも高く位置することができる。また、前記絶縁部材150の下面は、前記第1絶縁層110の下面よりも低く位置することができる。
このとき、前記第1電極層120の少なくとも一部は、前記絶縁部材150と接触することがある。例えば、前記第1電極層120の少なくとも一部は、前記絶縁部材150と垂直に重なることがある。
そして、前記第1電極層120は、前記絶縁部材150と垂直に重なる領域の厚さと、前記絶縁部材150と垂直に重ならない領域の厚さとが異なることがある。
例えば、前記第1電極層120の前記第1金属層121は、前記第1絶縁層110の上面に配置される。また、前記第1電極層120の第2金属層122は、前記第1電極層120の前記第1金属層121の上面及び前記絶縁部材150の上面に配置される。
このとき、前記第1電極層120は、前記絶縁部材150と垂直に重ならない第1領域R1と前記絶縁部材150と垂直に重なる第2領域R2とを含む。
そして、前記第1電極層120の前記第1領域R1は、前記第1金属層121及び前記第2金属層122を含む多層構造を有する。そして、前記第1電極層120の前記第2領域R2は、前記第2金属層122のみを含むことができる。例えば、前記第1電極層120の前記第1領域R1における金属層の層数は、前記第1電極層120の前記第2領域R2における金属層の層数よりも多くてもよい。
したがって、前記第1電極層120の前記第1領域R1の厚さは、前記第2領域R2の厚さよりも大きくてもよい。好ましくは、前記絶縁部材150と垂直に重なる領域における前記第1電極層120の厚さは、前記絶縁部材150と垂直に重ならない領域における前記第1電極層120の厚さよりも小さくてもよい。これにより、実施例では、前記第1電極層120の前記第2領域R2における厚さを比較例に比べて減らすことができる。これにより、実施例では、前記第1電極層120を形成するためのメッキ工程時間を減らすことができ、さらに前記メッキ工程コストを削減することができる。
これに対応して、前記第2電極層130の少なくとも一部は、前記絶縁部材150と接触することがある。例えば、前記第2電極層130の少なくとも一部は、前記絶縁部材150と垂直に重なることがある。
そして、前記第2電極層130は、前記絶縁部材150と垂直に重なる領域における厚さと前記絶縁部材150と垂直に重ならない領域における厚さとが異なることがある。
例えば、前記第2電極層130の第3金属層131は、前記第1絶縁層110の下面に配置される。また、前記第2電極層130の第4金属層132は、前記第3金属層131の下面及び前記絶縁部材150の下面に配置される。
このとき、前記第2電極層130は、絶縁部材150と垂直に重ならない第3領域R3と前記絶縁部材150と垂直に重なる第4領域R4とを含む。
そして、前記第2電極層130の前記第3領域R3は、前記第3金属層131及び前記第4金属層132を含む多層構造を有する。そして、前記第2電極層130の前記第4領域R4は、前記第4金属層132のみを含むことができる。例えば、前記第2電極層130の前記第3領域R3における金属層の層数は、前記第2電極層130の前記第4領域R4における金属層の層数よりも多くてもよい。
これにより、前記第2電極層130の前記第3領域R3の厚さは、前記第4領域R4の厚さよりも大きくてもよい。好ましくは、前記絶縁部材150と垂直に重なる領域における前記第2電極層130の厚さは、前記絶縁部材150と垂直に重ならない領域における第2電極層130の厚さよりも小さくてもよい。これにより、実施例では、前記第2電極層130の前記第4領域R4の厚さを比較例に比べて減らすことができる。これにより、実施例では、前記第2電極層130を形成するためのメッキ工程時間を減らすことができ、さらにメッキ工程コストを削減することができる。
図2bは、第2実施例に係る回路基板を示す図である。
図2bを参照すると、回路基板の基本構造は、図2aと同一である。
但し、図2bは、図2aに比べて電極層の構造で違いがあり得る。
第1電極層120-1は、複数の層構造を有することができる。前記第1電極層120-1は、前記第1絶縁層110の上面に配置される前記第1金属層121及び前記第1金属層121上に配置される前記第2金属層122-1を含むことができる。
このとき、第1実施例における第1電極層120は、第1領域R1及び前記第2領域R2における厚さが互いに異なり、第2金属層122の第1領域R1及び第2領域R2における厚さは、同じであった。
これとは異なり、第2実施例における第1電極層120-1は、第1領域R1及び第2領域R2の厚さが互いに異なり、前記第2金属層122-1の第1領域R1及び第2領域R2の厚さも異なることがある。
例えば、前記第2金属層122-1の第1領域R1の厚さは、前記第2金属層122-1の第2領域R2の厚さよりも大きくてもよい。例えば、絶縁部材150の上面は、前記第1電極層120-1の第1金属層121の上面よりも高く位置することができる。
これにより、前記第1電極層120-1の第2金属層122-1の下面は、段差を有することができる。例えば、前記第1電極層120-1の第2金属層122-1の下面のうち前記絶縁部材150と垂直に重なる下面は、これ以外の下面よりも高く位置することができる。
例えば、前記第2金属層122-1の下面は、前記絶縁部材150に向かって凹状の凹部を含むことができる。例えば、前記第2金属層122-1の上面は、前記第2金属層122-1の上面に向かって凸状の凸部を含むことができる。
また、第2電極層130-1は、複数の層構造を有することができる。前記第2電極層130-1は、前記第1絶縁層110の下面に配置される第3金属層131及び前記第3金属層131上に配置される第4金属層132-1を含むことができる。
このとき、第1実施例における第2電極層130は、第3領域R3及び第4領域R4の厚さが互いに異なり、第4金属層132の第3領域R3及び第4領域R4の厚さは、同じであった。
これとは異なり、第2実施例における第2電極層130-1は、第3領域R3及び第4の領域R4における厚さが互いに異なり、前記第4金属層132-1の第3領域R3及び第4領域R4の厚さも異なることがある。
例えば、前記第4金属層132-1の第3領域R3の厚さは、前記第4金属層132-1の第4領域R4の厚さよりも大きくてもよい。例えば、前記絶縁部材150の下面は、前記第2電極層130-1の第3金属層131の下面よりも低く位置することができる。
これにより、前記第2電極層130-1の第4金属層132-1の上面は、段差を有することができる。例えば、前記第2電極層130-1の第4金属層132-1の上面のうち前記絶縁部材150と垂直に重なる上面は、これ以外の上面よりも低く位置することができる。
例えば、前記第4金属層132-1の上面は、前記絶縁部材150に向かって凹状の凹部を含むことができる。例えば、前記第4金属層132-1の上面は、前記第4金属層132-1の下面に向かって凸状の凸部を含むことができる。
以下では、実施例に係る回路基板におけるコア層の全体層構造を説明する。具体的には、図2に示す第1絶縁層、第1電極層、第2電極層、第1貫通電極、及び絶縁部材は、前記回路基板の全体コア層の一部層を構成することができる。
図3は、実施例に係る回路基板におけるコア層の全体層構造を示す図である。
図3を参照すると、実施例に係る回路基板は、コア層100を含む。このとき、前記コア層100は、コア基板を意味することができる。
好ましくは、図2aに示された回路基板は、前記コア基板のうち一部層を示すものであり得る。例えば、図2aの回路基板は、前記コア基板の全体層構造において中央に配置された層を示すものであり得る。
但し、以下で説明する回路基板の全体層構造は、図3に限定されず、図2aではなく図2bのコア層100-1の構造を適用して回路基板を製造することもできる。
実施例では、比較例と異なり、コア層を1層の銅箔積層板ではなく多層構造を有するようにする。
例えば、実施例における回路基板のコア層100は、複数の絶縁層を含むことができる。そして、前記複数の絶縁層の全体厚さT2は、比較例の絶縁層10の厚さtに対応することができる。
即ち、実施例では、比較例の絶縁層10の厚さtを維持しながら、前記絶縁層を互いに異なる絶縁物質を含むが、複数の絶縁層に構成する。これにより、実施例では、前記コア層に形成される電極層の厚さ、線幅、及びスペースを減らすことができる。これにより、実施例では、コア層100を含む回路基板において、前記コア層100の表面に配置される電極層の微細化が可能なようにする。
即ち、実施例における回路基板のコア層100は、 第1絶縁層110、第1電極層120、第2電極層130、第1貫通電極140、及び絶縁部材150を含む。
そして、前記回路基板のコア層100は、前記第1絶縁層110の上に配置された第2絶縁層161を含む。また、前記回路基板のコア層100は、前記第1絶縁層110の下に配置された第3絶縁層162を含む。
即ち、実施例におけるコア層100は、前記第1絶縁層110、第2絶縁層161、及び第3絶縁層162を含む。
このとき、前記第2絶縁層161及び前記第3絶縁層162は、プリプレグであり得る。これとは異なり、前記第2絶縁層161及び前記第3絶縁層162は、ABF(Ajinomoto Build-up Film)であり得る。
即ち、実施例におけるコア層100の一部は、銅箔積層板で形成し、残りの一部は、プリプレグやABFで形成する。これにより、前記コア層100において、実質的な信号伝達配線機能を果たす電極層は、前記第2絶縁層161の上面及び第3絶縁層162の下面に配置される。
言い換えれば、前記第1電極層120及び第2電極層130は、層間信号伝達のための貫通電極層機能を果たす。これにより、前記第1電極層120は、前記第1絶縁層110の上面のうち前記第1貫通電極140が配置された領域に対応して配置される。そして、前記第1電極層120は、前記第1貫通電極140が配置されていない領域には配置されないことがある。例えば、一般の電極層は、パッド及びトレースを含む。そして、前記トレースは、前記第1絶縁層110の上面のうち第1貫通電極140が配置されていない領域にも配置される。これとは異なり、実施例における前記第1電極層120は、前記第1貫通電極140が配置された領域にのみ選択的に配置され得る。これに対応して、前記第2電極層130は、前記第1絶縁層110の下面のうち前記第1貫通電極140が配置された領域に対応して配置され得る。
一方、回路基板は、前記第2絶縁層161を貫通する第2貫通電極181を含むことができる。前記第2貫通電極181は、前記第2絶縁層161を貫通する貫通孔の内部を導電性物質で充填して形成することができる。このとき、前記第2絶縁層161に形成される貫通孔は、前記第1絶縁層110に形成される貫通孔TH1とは異なる形状を有することができる。好ましくは、前記第2絶縁層161に形成される貫通孔は、前記第2絶縁層161の上面から下面に向かうほど幅が徐々に減少する傾斜を有することができる。例えば、前記第2絶縁層161に形成された貫通孔は、上面の幅が下面の幅よりも大きい台形状を有することができる。
このとき、前記第2貫通電極181は、前記第1貫通電極140と垂直に重なることがある。好ましくは、前記第2貫通電極181は、第2絶縁層161の全領域のうち前記第1貫通電極140と垂直に重なる領域に配置され得る。言い換えれば、前記第2絶縁層161のうち前記第1貫通電極140と垂直に重ならない領域には、前記第2貫通電極181が配置されないことがある。これは、実施例のコア層が前記第1絶縁層110、第2絶縁層161、及び第3絶縁層162を含むためである。
また、前記回路基板は、前記第3絶縁層162を貫通する第3貫通電極182を含むことができる。前記第3貫通電極182は、前記第3絶縁層162を貫通する貫通孔の内部を導電性物質で充填して形成することができる。このとき、前記第3絶縁層162に形成される貫通孔は、前記第1絶縁層110に形成される貫通孔TH1とは異なる形状を有することができる。好ましくは、前記第3絶縁層162に形成される貫通孔は、前記第3絶縁層162の下面から上面に向かうほど幅が徐々に減少する傾斜を有することができる。例えば、前記第3絶縁層162に形成される貫通孔は、下面の幅が上面の幅よりも大きい台形状を有することができる。
このとき、前記第3貫通電極182は、前記第1貫通電極140と垂直に重なることがある。好ましくは、前記第3貫通電極182は、前記第3絶縁層162の全領域のうち前記第1貫通電極140と垂直に重なる領域に配置され得る。言い換えれば、前記第3絶縁層162のうち前記第1貫通電極140と垂直に重ならない領域には、前記第3貫通電極182が配置されないことがある。
結論として、実施例における前記第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182は、互いに垂直に重なることがある。
例えば、前記第1絶縁層110に配置された複数の第1貫通電極140が配置される場合、前記複数の第1貫通電極140は、複数の第2貫通電極181及び複数の第3貫通電極182とそれぞれ垂直に重なることがある。
例えば、前記第2絶縁層161に複数の第2貫通電極181が配置される場合、前記複数の第2貫通電極181は、複数の第1貫通電極140及び複数の第3貫通電極182とそれぞれ垂直に重なることがある。
例えば、前記第3絶縁層162に複数の第3貫通電極182が配置される場合、前記複数の第3貫通電極182は、複数の第1貫通電極140及び複数の第2貫通電極181とそれぞれ垂直に重なることがある。
これにより、実施例では、コア層を貫通する貫通電極が複数の層構造を有することができる。例えば、比較例では、コア層を貫通する貫通電極が第1貫通電極及び絶縁部材を含んだ。
これとは異なり、実施例におけるコア層を貫通する貫通電極は、第1貫通電極140、絶縁部材150、第1電極層120、第2電極層130、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182を含むことができる。
一方、前記第2絶縁層161の上面には、第3電極層171が配置される。また、前記第3絶縁層162の下面には、第4電極層172が配置される。
ここで、実施例における前記第3電極層171は、コア層の上面に配置された信号配線を意味することができる。比較例では、コア層の上面に配置された第1電極層の線幅が30μmを超え、複数の第1電極層間のスペースが30μmを超えた。これとは異なり、実施例におけるコア層の上面に配置される第3電極層171の線幅は、5μm?15μmの範囲を有することができる。例えば、実施例におけるコア層の上面に配置された第3電極層171の線幅は、6μm?13μmの範囲を有することができる。例えば、実施例におけるコア層の上面に配置された第3電極層171の線幅は、7μm?12μmの範囲を有することができる。これは、実施例におけるコア層が銅箔積層板で構成されるものではなく、銅箔積層板とプリプレグまたはABFとの組合せにより構成されるためである。
また、実施例におけるコア層の上面に配置される複数の第3電極層171間のスペースは、5μm?20μmの範囲を満たすことができる。例えば、実施例におけるコア層の上面に配置される複数の第3電極層171間のスペースは、6μm?19μmの範囲を満たすことができる。例えば、実施例におけるコア層の上面に配置される複数の第3電極層171間のスペースは、7μm?18μmの範囲を満たすことができる。これは、実施例におけるコア層が銅箔積層板のみで構成されるものではなく、銅箔積層板とプリプレグまたはABFとの組合せにより構成されるためである。
これに対応して、実施例におけるコア層の下面に配置された第4電極層172の線幅は、5μm?15μmの範囲を有することができる。例えば、実施例におけるコア層の下面に配置された第4電極層172の線幅は、6μm?13μmの範囲を有することができる。例えば、実施例におけるコア層の下面に配置された第4電極層172の線幅は、7μm?12μmの範囲を有することができる。これは、実施例におけるコア層が銅箔積層板で構成されるものではなく、銅箔積層板とプリプレグまたはABFとの組合せにより構成されるためである。
また、実施例におけるコア層の下面に配置される複数の第4電極層172間のスペースは、5μm?20μmの範囲を満たすことができる。例えば、実施例におけるコア層の下面に配置される複数の第4電極層172間のスペースは、6μm?19μmの範囲を満たすことができる。例えば、実施例におけるコア層の下面に配置される複数の第4電極層172間のスペースは、7μm?18μmの範囲を満たすことができる。これは、実施例におけるコア層が銅箔積層板のみで構成されるものではなく、銅箔積層板とプリプレグまたはABFとの組合せにより構成されるためである。
実施例では、上記のように回路基板のコア層が銅箔積層板のみで構成するものではなく、銅箔積層板とプリプレグまたはABFとの組合せで構成されるようにする。これにより、実施例では、前記回路基板のコア層の上面及び下面に配置される電極層の厚さを減らすことができる。また、実施例では、回路基板のコア層の上面及び下面に配置される電極層の線幅及びスペースを減らすことができる。これにより、実施例では、コア層の上面及び下面に配置される電極層の微細化が可能でなり、これにより回路基板の全体的な厚さを減らすことができる。
図4は、実施例に係る回路基板の全体層構造を示す図である。
図4を参照すると、前記回路基板は、図3で説明したコア層100を含むことができる。そして、実施例における回路基板は、前記コア層100の少なくとも一面に配置された絶縁層及び電極層をさらに含むことができる。
例えば、実施例における回路基板は、多層構造を有することができる。
例えば、実施例における回路基板200は、コア層100の上面に配置された第4絶縁層210を含むことができる。
また、実施例における回路基板200は、コア層100の下面に配置された第5絶縁層220を含むことができる。
また、実施例における回路基板200は、前記第4絶縁層210の上面に配置された第5電極層220を含む。また、実施例の回路基板200は、前記第4絶縁層210を貫通する第4貫通電極230を含む。このとき、前記第4貫通電極230は、前記コア層100の第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182と垂直に重なることがあり、これとは異なり、垂直に重ならないことがある。即ち、前記コア層100に配置された第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182は、全て垂直に重なるように配置された。これは、コア層100に配置される貫通電極が、前記第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182の組合せにより構成されるためである。
そして、前記第4貫通電極230は、前記第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182と垂直に重なる第4-1貫通電極を含むことができる。また、前記第4貫通電極230は、前記第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182と垂直に重ならない第4-2貫通電極を含むことができる。このとき、前記第4-2貫通電極は、前記コア層100の第3電極層171とは垂直に重なることがある。
また、実施例における回路基板200は、前記第5絶縁層220の下面に配置された第6電極層250を含む。また、実施例の回路基板200は、前記第5絶縁層220を貫通する第5貫通電極250を含む。このとき、前記第5貫通電極250は、前記コア層100の第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182と垂直に重なることがあり、これとは異なり、垂直に重ならないことがある。
即ち、前記第5貫通電極250は、第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182と垂直に重なる第5-1貫通電極を含むことができる。また、前記第5貫通電極250は、前記第1貫通電極140、第2貫通電極181、及び第3貫通電極182と垂直に重ならない第5-2貫通電極を含むことができる。このとき、前記第5-2貫通電極は、前記コア層100の第4電極層172と垂直に重なることがある。
一方、前記回路基板200は、前記第4絶縁層210の上面に配置される第1保護層270と前記第5絶縁層220の下面に配置される第2保護層280とを含むことができる。
前記第1保護層270は、前記第5電極層220の上面と垂直に重なる開口部(図示せず)を含むことができる。また、前記第2保護層280は、前記第6電極層250の下面と垂直に重なる開口部(図示せず)を含むことができる。
前記第1保護層270及び第2保護層280は、レジスト(resist)層であり得る。例えば、前記第1保護層270及び第2保護層280は、有機高分子物質を含むソルダーレジスト層であり得る。一例として、前記第1保護層270及び第2保護層280は、エポキシアクリレート系の樹脂を含むことができる。詳細には、前記第1保護層270及び第2保護層280は、樹脂、硬化剤、光開始剤、顔料、溶媒、フィラー、添加剤、アクリル系のモノマーなどを含むことができる。但し、実施例はこれに限定されず、前記第1保護層270及び第2保護層280は、フォトソルダーレジスト層、カバーレイ(cover-lay)、及び高分子物質のうちいずれか一つであり得ることは言うまでもない。
前記第1保護層270及び第2保護層280の厚さは、1μm?20μmであり得る。前記第1保護層270及び第2保護層280の厚さは、1μm?15μmであり得る。例えば、前記第1保護層270及び第2保護層280の厚さは、5μm?20μmであり得る。前記第1保護層270及び第2保護層280の厚さが20μmを超える場合には、回路基板の厚さが増加することがある。前記第1保護層270及び第2保護層280の厚さが1μm未満の場合には、回路基板に含まれた電極層が安定して保護されないため、電気的信頼性または物理的信頼性が低下することがある。
実施例における回路基板は、第1絶縁層を貫通する貫通電極層と前記第1絶縁層上に配置される第1電極層とを含む。このとき、前記貫通電極層は、前記第1絶縁層を貫通する第1貫通孔の内壁に配置される第1貫通電極及び絶縁部材を含む。そして、前記第1電極層は、前記絶縁部材と垂直に重ならない第1領域R1と前記絶縁部材と垂直に重なる第2領域R2とを含む。そして、前記第1電極層の前記第1領域R1は、第1金属層及び第2金属層を含む多層構造を有する。そして、前記第1電極層の前記第2領域R2は、前記第2金属層のみを含むことができる。例えば、前記第1電極層の前記第1領域R1における金属層の層数は、前記第1電極層の前記第2領域R2における金属層の層数よりも多くてもよい。
これにより、前記第1電極層の前記第1領域R1の厚さは、前記第2領域R2の厚さよりも大きくてもよい。好ましくは、前記絶縁部材と垂直に重なる領域における前記第1電極層の厚さは、前記絶縁部材と垂直に重ならない領域における前記第1電極層の厚さよりも小さくてもよい。これにより、実施例では、前記第1電極層の前記第2領域R2における厚さを比較例に比べて減らすことができる。これにより、実施例では、前記第1電極層を形成するためのメッキ工程時間を減らすことができ、さらに前記メッキ工程コストを削減することができる。
実施例では、上記のように回路基板のコア層が銅箔積層板のみで構成さるものではなく、銅箔積層板とプリプレグまたはABFとの組合せで構成されるようにする。これにより、実施例では、前記回路基板のコア層の上面及び下面に配置される電極層の厚さを減らすことができる。また、実施例では、前記回路基板のコア層の上面及び下面に配置される電極層の線幅及びスペースを減らすことができる。これにより、実施例では、コア層の上面及び下面に配置される電極層の微細化が可能であり、これにより回路基板の全体的な厚さを減らすことができる。
図5は、実施例に係る半導体パッケージを示す図である。
図5を参照すると、実施例の半導体パッケージは、図4の回路基板と、前記回路基板上に実装される少なくとも一つのチップと、前記チップをモールディングするモールディング層と、前記チップや外部基板との連結のための接続部と、を含む。
例えば、実施例の半導体パッケージは、回路基板の最外郭電極層である第5電極層220上に配置される第1接続部310を含むことができる。前記第1接続部310の断面は、円形または半円形を含むことができる。例えば、前記第1接続部310の断面は、部分的または全体的にラウンドした形状を含むことができる。前記第1接続部310の断面形状は、一側面で平面であり、他の一側面で曲面であり得る。第1接続部310は、ソルダーボールであり得るが、これに限定されない。
一方、実施例では、前記第1接続部310上に配置されるチップ320を含むことができる。前記チップ320は、プロセッサチップであり得る。例えば、前記チップ320は、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラのうちアプリケーションプロセッサ(AP)チップであり得る。前記チップ320の端子325は、前記第1接続部310を介して前記第5電極層220と連結され得る。例えば、前記第5電極層220は、チップ220が実装される実装パッドを含むことができる。
さらに、図面上には示されていないが、実施例のパッケージ基板は、追加のチップをさらに含むことができる。例えば、実施例では、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラのうち少なくとも2つのチップが、前記回路基板上に一定の間隔を有してそれぞれ配置され得る。例えば、実施例におけるチップ320は、セントラルプロセッサチップ及びグラフィックプロセッサチップを含むことができるが、これらに限定されない。
一方、前記複数のチップは、前記回路基板上で互いに一定の間隔で離隔して配置され得る。例えば、前記複数のチップ間の離隔間隔は、150μm以下であり得る。例えば、前記複数のチップ間の離隔間隔は、120μm以下であり得る。例えば、前記複数のチップ間の離隔間隔は、100μm以下であり得る。
好ましくは、前記複数のチップ間の離隔間隔は、60μm?150μmの範囲を有することができる。好ましくは、前記複数のチップ間の間隔は、70μm?120μmの範囲を有することができる。好ましくは、前記複数のチップ間の離隔間隔は、80μmから110μmの範囲を有することができる。前記複数のチップ間の離隔間隔が60μmよりも小さいと、前記複数のチップ間の相互干渉により動作信頼性に問題が発生することがある。前記複数のチップ間の離隔間隔が150μmよりも大きいと、前記複数のチップ間の距離が離れるにつれて信号伝送損失が増加することがある。前記複数のチップ間の離隔間隔が150μmよりも大きいと、半導体パッケージの体積が大きくなることがある。
前記パッケージ基板は、モールディング層330を含むことができる。前記モールディング層330は、前記チップ320を覆って配置され得る。例えば、前記モールディング層330は、前記実装されたチップ320を保護するために形成されるEMC(Epoxy Mold Compound)であり得るが、これに限定されない。
このとき、前記モールディング層330は、放熱特性を高めるために低誘電率を有することができる。例えば、前記モールディング層330の誘電率Dkは、0.2?10であり得る。例えば、前記モールディング層330の誘電率Dkは、0.5?8であり得る。例えば、前記モールディング層330の誘電率Dkは、0.8?5であり得る。これにより、実施例では、前記モールディング層330が低誘電率を有するようにして、前記チップ320で発生する熱に対する放熱特性を高めることができるようにする。
一方、半導体パッケージは、前記回路基板の最下側に配置された第2接続部240を含むことができる。前記第2接続部240は、前記第2保護層280の開口部と垂直に重なった第6電極層250の下面に配置され得る。
-製造方法-
以下では、実施例に係る図3に示す回路基板の製造方法を工程順に説明する。好ましくは、以下では、実施例の回路基板のうちコア層100の製造方法を工程順に説明する。
以下では、実施例に係る図3に示す回路基板の製造方法を工程順に説明する。好ましくは、以下では、実施例の回路基板のうちコア層100の製造方法を工程順に説明する。
図6乃至図16は、図3に示す実施例に係る回路基板の製造方法を工程順に説明するための図である。
図6を参照すると、実施例では、コア層100の製造に基礎となる銅箔積層板を準備する。このとき、前記銅箔積層板は、第1絶縁層110を含む。また、前記銅箔積層板は、前記第1絶縁層110の表面に配置された銅箔層を含む。例えば、前記銅箔積層板は、前記第1絶縁層110の上面に配置された第1銅箔層111及び前記第1絶縁層110の下面に配置された第2銅箔層112を含む。
次に、図7を参照すると、実施例では、前記準備された銅箔積層板から前記第1銅箔層111及び前記第2銅箔層112を除去する工程を行うことができる。このとき、前記第1銅箔層111及び前記第2銅箔層112の除去工程は、前記コア層を構成する電極層の製造工法により選択的に行われることがある。例えば、前記コア層100の電極層は、前記第1銅箔層111及び前記第2銅箔層112を用いて製造され得る。そして、前記電極層が前記第1銅箔層111及び前記第2銅箔層112を用いて製造される場合、前記第1銅箔層111及び前記第2銅箔層112の除去工程は、省略され得る。以下では、前記第1銅箔層111及び第2銅箔層112が除去された状態で電極層が製造される工法を中心に説明する。実施例では、前記第1銅箔層111及び前記第2銅箔層112が除去されると、前記第1絶縁層110を貫通する貫通孔TH1を形成する工程を行うことができる。
次に、図8を参照すると、実施例では、前記第1絶縁層110の上面、前記第1絶縁層110の下面、及び前記貫通孔TH1の内壁に金属層を形成する工程を行うことができる。このとき、前記形成された金属層は、第1電極層120を構成する第1金属層121、第2電極層130を構成する第3金属層131、及び第1貫通電極140を含むことができる。
次に、図9を参照すると、実施例では、前記第1絶縁層110の上側及び下側にそれぞれマスクを形成する工程を行うことができる。例えば、実施例では、前記第1絶縁層110の上側に第1マスクM1を形成する工程を行うことができる。前記第1マスクM1は、前記第1電極層120の第1金属層121上に配置され得る。このとき、前記第1マスクM1は、前記第1絶縁層110を貫通する貫通孔TH1と垂直に重なる開口部(図示せず)を含むことができる。
また、実施例では、前記第1絶縁層110の下側に第2マスクM2を形成する工程を行うことができる。前記第2マスクM2は、前記第2電極層130の第3金属層131の下に配置され得る。このとき、前記第2マスクM2は、前記第1絶縁層110を貫通する貫通孔TH1と垂直に重なる開口部(図示せず)を含むことができる。
次に、図10を参照すると、実施例では、ホールプラギング工程を行い、前記第1マスクM1及び前記第2マスクM2の開口部と垂直に重なった前記貫通孔TH1に絶縁部材150を形成する工程を行うことができる。このとき、前記絶縁部材150の上面は、前記第1絶縁層110の上面よりも高く位置するように形成され得る。また、前記絶縁部材150の下面は、前記第1絶縁層110の下面よりも低く位置するように形成され得る。
例えば、前記絶縁部材150の上面は、前記第1電極層120の前記第1金属層121の上面と同一平面上に位置するように形成され得る。但し、実施例はこれに限定されない。好ましくは、前記ホールプラギング工程は、前記絶縁部材150の上面が前記第1電極層120の第1金属層121の上面よりも高く位置するように行われることがある。
例えば、前記絶縁部材150の下面は、前記第2電極層130の前記第3金属層131の下面と同一平面上に位置するように形成され得る。但し、実施例はこれに限定されない。好ましくは、前記ホールプラギング工程は、前記絶縁部材150の下面が前記第2電極層130の第3金属層131の下面よりも低く位置するように行われることがある。
次に、図11を参照すると、実施例では、前記絶縁部材150の形成工程が完了されると、前記第1マスクM1及び前記第2マスクM2を除去する工程を行うことができる。
次に、図12を参照すると、実施例では、前記第1電極層120の第1金属層121の上面に第3マスクM3を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第3マスクM3は、前記第1電極層120の第1金属層121の上面のうち第2金属層122が配置される領域と垂直に重なる開口部(図示せず)を含むことができる。
また、実施例では、前記第2電極層130の第3金属層131の下面に第4マスクM4を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第4マスクM4は、前記第2電極層130の第3金属層131の下面のうち第4金属層132が配置される領域と垂直に重なる開口部(図示せず)を含むことができる。
次に、実施例では、前記第1金属層121をシード層として電解メッキを行い、前記第3マスクM3の開口部を満たす第1電極層120の第2金属層122を形成する工程を行うことができる。また、実施例では、前記第3金属層131をシード層として電解メッキを行い、前記第4マスクM4の開口部を満たす第2電極層130の第4金属層132を形成する工程を行うことができる。
次に、図13を参照すると、実施例では、前記第1電極層120の第2金属層122及び前記第2電極層130の第4金属層132の形成が完了されると、前記第3マスクM3及び前記第4マスクM4を除去する工程を行うことができる。そして、実施例では、前記第1電極層120の前記第1金属層121のうち前記第2金属層122と垂直に重ならない部分をエッチングで除去する工程を行い、第1電極層120を形成する工程を行うことができる。また、実施例では、前記第2電極層130の第3金属層131のう前記第4金属層132と垂直に重ならない部分をエッチングで除去する工程を行って第2電極層130を形成する工程を行うことができる。
次に、図14を参照すると、実施例では、前記第1絶縁層110の上面に第2絶縁層161を配置し、前記第1絶縁層110の下面に第3絶縁層162を配置する工程を行うことができる。このとき、前記第2絶縁層161及び前記第3絶縁層162のそれぞれは、前記第1絶縁層110とは異なる絶縁物質を含むことができる。例えば、前記第2絶縁層161及び前記第3絶縁層162は、プリプレグまたはABFを含むことができる。また、前記第2絶縁層161及び前記第3絶縁層162は、前記第1絶縁層110の厚さよりも小さい厚さを有することができる。
次に、図15を参照すると、実施例では、前記第2絶縁層161に第2貫通孔TH2を形成する工程を行うことができる。好ましくは、実施例では、前記第2絶縁層161の全領域のうち前記第1前記貫通孔TH1と垂直に重なる領域、または前記第1貫通電極140及び絶縁部材150と垂直に重なる領域に第2貫通孔TH2を形成する工程を行うことができる。
また、実施例では、前記第3絶縁層162に第3貫通孔TH3を形成する工程を行うことができる。好ましくは、実施例では、前記第3絶縁層162の全領域のうち前記第1前記貫通孔TH1及び第2貫通孔TH2と垂直に重なる領域に第3貫通孔TH3を形成する工程を行うことができる。
このとき、前記第2貫通孔TH2及び前記第3貫通孔TH3は、前記第1前記貫通孔TH1とは異なる形状を有することができる。
次に、図16を参照すると、実施例では、第2絶縁層161の第2貫通孔TH2に第2貫通電極181及び前記第2絶縁層161の上面に第3電極層171を形成する工程を行うことができる。また、実施例では、前記第3絶縁層162の第3貫通孔TH3に第3貫通電極182及び前記第3絶縁層162の下面に第4電極層172を形成する工程を行うことができる。
実施例における回路基板は、第1絶縁層を貫通する貫通電極層と前記第1絶縁層上に配置される第1電極層とを含む。このとき、前記貫通電極層は、前記第1絶縁層を貫通する第1貫通孔の内壁に配置される第1貫通電極及び絶縁部材を含む。そして、前記第1電極層は、前記絶縁部材と垂直に重ならない第1領域R1と前記絶縁部材と垂直に重なる第2領域R2とを含む。そして、前記第1電極層の前記第1領域R1は、前記第1金属層及び前記第2金属層を含む多層構造を有する。そして、前記第1電極層の前記第2領域R2は、前記第2金属層のみを含むことができる。例えば、前記第1電極層の前記第1領域R1における金属層の層数は、前記第1電極層の前記第2領域R2における金属層の層数よりも多くてもよい。
これにより、前記第1電極層の前記第1領域R1の厚さは、前記第2領域R2の厚さよりも大きくてもよい。好ましくは、前記絶縁部材と垂直に重なる領域における前記第1電極層の厚さは、前記絶縁部材と垂直に重ならない領域における前記第1電極層の厚さよりも小さくてもよい。これにより、実施例では、前記第1電極層の前記第2領域R2の厚さを比較例に比べて減らすことができる。これにより、実施例では、前記第1電極層を形成するためのメッキ工程時間を減らすことができ、さらに前記メッキ工程コストを削減することができる。
実施例では、上記のように回路基板のコア層が銅箔積層板のみで構成さるものではなく、銅箔積層板とプリプレグまたはABFとの組合せで構成されるようにする。これにより、実施例では、前記回路基板のコア層の上面及び下面に配置される電極層の厚さを減らすことができる。また、実施例では、前記回路基板のコア層の上面及び下面に配置される電極層の線幅及びスペースを減らすことができる。これにより、実施例では、前記コア層の上面及び下面に配置される電極層の微細化が可能であり、これにより回路基板の全体的な厚さを減らすことができる。
一方、上述した発明の特徴を有する回路基板が、スマートフォン、サーバ用コンピュータ、TV等のIT装置や家電製品に用いられる場合、信号伝送または電力供給等の機能を安定的にすることができる。例えば、本発明の特徴を有する回路基板が半導体パッケージ機能を行う場合、半導体チップを外部の湿気や汚染物質から安全に保護する機能を果たすことができ、漏れ電流あるいは端子間の電気的な短絡問題やあるいは半導体チップに供給する端子の電気的な開放の問題を解決することができる。また、信号伝送の機能を担う場合、ノイズ問題を解決することができる。これにより、前述した発明の特徴を有する回路基板は、IT装置や家電製品の安定した機能を維持できるようにすることによって、全体製品と本発明が適用された回路基板とは、互いに機能的一体性または技術的連動性を成すことができる。
上述の発明の特徴を有する回路基板が車両等の輸送装置に用いる場合、輸送装置に伝送される信号の歪みの問題を解決することができ、または輸送装置を制御する半導体チップを外部から安全に保護し、漏洩電流あるいは端子間の電気的な短絡の問題や、半導体チップに供給する端子の電気的な開放の問題を解決して、輸送装置の安定性をさらに向上させることができる。したがって、輸送装置と本発明が適用された回路基板とは、互いに機能的一体性または技術的連動性を実現することができる。
前述の実施例で説明された特徴、構造、効果などは、少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例に例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって、他の実施例に対して組合せまたは変形して実施可能である。したがって、このような組合せと変形に係る内容は、実施例の範囲に含まれると解釈されるべきである。
以上では実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎず、実施例を限定するものではなく、実施例が属する分野で通常の知識を有した者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能であることが理解できるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点は、添付された請求の範囲で設定する実施例の範囲に含まれると解釈されるべきである。
Claims (18)
- 貫通孔を含む第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の前記貫通孔に配置された絶縁部材と、
前記絶縁部材上に配置された第1電極層と、
前記第1電極層上に配置された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層を貫通する第1貫通電極と、を含み、
前記第1貫通電極は、前記第1電極層及び前記絶縁部材と垂直方向に重なる、半導体パッケージ。 - 前記貫通孔内に配置され、前記絶縁部材の少なくとも一部を包む第2貫通電極をさらに含み、
前記第1電極層は、前記第2貫通電極及び前記絶縁部材上に配置される、請求項1に記載の半導体パッケージ。 - 前記第1電極層は、
前記第1絶縁層と垂直方向に重なった第1領域と、
前記絶縁部材と垂直方向に重なった第2領域と、を含み、
前記第1電極層の前記第1領域の厚さは、前記第1電極層の前記第2領域の厚さとは異なる、請求項2に記載の半導体パッケージ。 - 前記第1電極層の前記第1領域の厚さは、前記第1電極層の前記第2領域の厚さよりも大きい、請求項3に記載の半導体パッケージ。
- 前記第1電極層は、前記第1領域と前記第2領域との間に備えられ、前記第1貫通電極と垂直方向に重なった第3領域をさらに含み、
前記第1電極層の前記第3領域の厚さは、前記第2領域の厚さよりも大きい、請求項3に記載の半導体パッケージ。 - 前記絶縁部材の上面は、前記第1絶縁層の上面よりも高く位置する、請求項3に記載の半導体パッケージ。
- 前記第1電極層は、前記第1絶縁層の上面に配置される第1金属層と、
前記第1金属層及び前記第1貫通電極上に配置される第2金属層と、を含む、請求項3に記載の半導体パッケージ。 - 前記第1電極層の前記第2金属層は、
前記第1領域の厚さ及び前記第2領域の厚さが異なり、
前記第2金属層の下面は、
前記絶縁部材に向かって凹状の凹部を含む、請求項7に記載の半導体パッケージ。 - 前記第1絶縁層は、銅箔積層板(CCL)を含む、請求項3に記載の半導体パッケージ。
- 前記第1絶縁層は、80μm?150μmの範囲の厚さを有する、請求項9に記載の半導体パッケージ。
- 前記第1貫通電極上に配置された第2電極層をさらに含み、
前記第2電極層は、前記第1貫通電極と垂直方向に重なる、請求項5に記載の半導体パッケージ。 - 前記第2絶縁層は、プリプレグとABF(Ajinomoto Build-up Film )のうちいずれか一つを含む、請求項11に記載の半導体パッケージ。
- 前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層は、回路基板のコア層である、請求項3に記載の半導体パッケージ。
- 前記第1貫通電極、前記第1電極層、及び前記第2貫通電極は、前記コア層の上面及び下面を貫通するコア貫通電極である、請求項13に記載の半導体パッケージ。
- 前記第2絶縁層のうち前記第2貫通電極と垂直に重ならない領域には、前記第1貫通電極が配置されない、請求項13に記載の半導体パッケージ。
- 前記第2貫通電極の側面の傾斜は、前記第1絶縁層の上面または下面に対して垂直である、請求項5に記載の半導体パッケージ。
- 前記第1貫通電極の形状は、前記第2貫通電極の形状とは異なる、請求項9に記載の半導体パッケージ。
- 前記第2絶縁層上に配置される第3絶縁層と、
前記第3絶縁層上に配置される第3電極層と、
前記第3電極層上に配置される接続部と、
前記接続部上に配置される半導体素子と、をさらに含む、請求項3に記載の半導体パッケージ。
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