JP2023528811A - パッケージ基板 - Google Patents
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Abstract
実施例に係るパッケージ基板は、絶縁層と、前記絶縁層の上面に配置され、第1外側回路パターンと、前記絶縁層の下面に配置される第2外側回路パターンと、前記第1外側回路パターンの第1-1回路パターンの上面に配置される第1連結部と、前記第1連結部上に配置される第1接続部と、前記第1接続部を介して前記第1連結部上に配置される第1素子と、前記第2外側回路パターンの第2-1回路パターンの下面に配置される第2接続部と、前記第2接続部を介して前記第2-1回路パターンに付着される第2素子と、前記第2外側回路パターンの第2-2回路パターンの下面に配置される第2連結部と、を含み、前記第1連結部第は、第1幅と第1間隔を有して配置され、前記第2連結部は、前記第1幅よりも大きい第2幅および前記第1間隔よりも大きい第2間隔を有して配置される。
Description
実施例は、パッケージ基板に関する。
電子部品の小型化、軽量化、集積化の加速に伴い回路の線幅が微細化している。特に、半導体チップのデザインのルールがナノメートルスケールに集積化することに伴い、半導体チップを実装するパッケージ基板または回路基板の回路線幅が数マイクロメートル以下に微細化している。
回路基板の回路集積度を高めるために、即ち、回路線幅を微細化するために多様な工法が提案されている。銅メッキの後パターンを形成するためにエッチングする段階における回路線幅の損失を防止するための目的で、SAP(semi-additive process)工法とMSAP(modified semi-additive process)等が提案された。
以後、より微細な回路パターンを具現するために、銅箔を絶縁層内に埋め込む組込みトレース(Embedded Trace Substrate、以下「ETS」という)工法が当業界で使用されている。ETS工法は、銅箔回路を絶縁層の表面に形成する代わりに、絶縁層内に埋め込む形式で製造するので、エッチングによる回路損失がなく、回路ピッチを微細化するのに有利である。
一方、最近無線データトラフィック需要を満たすために、改善された5G(5thgeneration)通信システムまたはpre-5G通信システムを開発するための努力がなされている。 ここで、5G通信システムは、高いデータ伝送率を達成するために超高周波(mmWave)帯域(sub6ギガ(6GHz)、28ギガ(28GHz)、38ギガ(38GHz)またはそれ以上の周波数)を使用する。
そして、超高周波帯域における電波の経路損失の緩和および電波の伝達距離を増加させるために、5G通信システムでは、ビームフォーミング(beamforming)、巨大配列多重入出力(massiveMIMO)、アレイアンテナ(arrayantenna)などの集尺化技術が開発されている。このような周波数帯域で波長の数百個の活性アンテナで構成できる点を考慮すれば、アンテナシステムが相対的に大きくなる。
このようなアンテナおよびAPモジュールは、回路基板にパターンニングまたは実装されるので、回路基板の低損失が非常に重要である。これは、活性アンテナシステムを構成する複数の基板、即ちアンテナ基板、アンテナ給電基板、送受信機(transceiver)基板、そして基底帯域(baseband)基板が単一の小型装置(one compact unit)に集積されなければならないということを意味する。
実施例では、新しい構造のパッケージ基板およびその製造方法を提供しようとする。
また、実施例では、微細ピッチに対応しやすいパッケージ基板およびその製造方法を提供しようとする。
また、実施例では、回路基板の両側のバランスを維持するようにして、反りの発生を最小限に抑えることができるパッケージ基板およびその製造方法を提供しようとする。
さらに、実施例は、連結部の信頼性を向上させることができるパッケージ基板およびその製造方法を提供しようとする。
また、実施例では、絶縁層の内部に埋め込まれた素子と直接連結されたポストバンプを含む回路基板およびこれを含むパッケージ基板を提供しようとする。
また、実施例では、微細ピッチに対応しやすい回路基板およびこれを含むパッケージ基板を提供する。
さらに、実施例は、上下部のバランスを維持することによって反りの発生を最小限に抑えることができる回路基板およびこれを含むパッケージ基板を提供する。
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、言及していないまた別の技術的課題は、下記の記載から提案される実施例が属する技術分野における通常の知識を有した者にとって明確に理解されるであろう。
実施例に係るパッケージ基板は、絶縁層と、前記絶縁層の上面に配置され、第1外側回路パターンと、前記絶縁層の下面に配置される第2外側回路パターンと、前記第1外側回路パターンの第1-1回路パターンの上面に配置される第1連結部と、前記第1連結部上に配置される第1接続部と、前記第1接続部を介して前記第1連結部上に配置される第1素子と、前記第2外側回路パターンの第2-1回路パターンの下面に配置される第2接続部と、前記第2接続部を介して前記第2-1回路パターンに付着される第2素子と、前記第2外側回路パターンの第2-2回路パターンの下面に配置される第2連結部と、を含み、前記第1連結部第は、第1幅と第1間隔を有して配置され、前記第2連結部は、前記第1幅よりも大きい第2幅および前記第1間隔よりも大きい第2間隔を有して配置される。
また、前記絶縁層の上面に配置され、前記第1連結部を露出する第1開口部を含む第1ソルダーレジストと、前記絶縁層の下面に配置され、前記第2連結部および前記第2連結部を露出する第2ソルダーレジストと、を含み、前記第1回路パターンは、前記第1ソルダーレジストによって覆われる第1-2回路パターンを含む。
また、前記第1-1回路パターンと前記第1連結部との間に配置されるシード金属層を含み、前記シード金属層は、前記第1-1回路パターンと前記第1連結部との間に配置される第1部分と、前記第1-2回路パターンと前記第1ソルダーレジストとの間に配置される第2部分とを含む。
また、前記シード金属層は、前記第1-1回路パターン、前記第1-2回路パターン、および前記第1連結部のシード層である。
また、前記絶縁層上に配置され、前記第1素子をモールディングする第1モールディング層と、前記絶縁層の下に配置され、前記第2素子をモールディングし、前記第2連結部の下面を露出する開口部を含む第2モールディング層と、を含む。
また、前記第2連結部は、第1ポストバンプと、前記第1ポストバンプと離隔し、前記第1ポストバンプとは異なる幅を有する第2ポストバンプと、を含む。
また、前記第1外側回路パターンの上面は、前記絶縁層の上面と同一平面上に位置するか、前記絶縁層の上面よりも低く位置し、前記第1外側回路パターンの側面は、前記絶縁層で覆われる。
また、前記第1モールディング層は、オープン領域を含み、前記オープン領域は、前記第1素子を露出する。
また、前記第1外側回路パターンは、前記絶縁層の上面上に突出して、前記第1モールディング層の前記オープン領域を介して露出し、前記第1モールディング層の前記第1オープン領域の底面は、前記第1外側回路パターンの下面よりも高く位置する。
また、前記第1モールディング層の前記第1オープン領域は、前記第1外側回路パターンと隣接した第1部分と前記第1部分以外の第2部分とを含み、前記第1部分の高さは、前記第2部分の高さとは異なる。
実施例によれば、第1連結部を第1素子のUBM(Under Bump Metal)ではなく、回路基板の第1回路パターン上に形成する。このとき、前記第1連結部は、前記第1回路パターンの電気メッキのために形成されたシード金属層をシード層として電気メッキを行って形成され得る。これによれば、実施例では、前記第1回路パターンのシード金属層を用いて前記第1連結部を形成することによって、前記シード金属層、前記第1回路パターン、および前記第1連結部間の接合強度を向上させることができる。また、実施例では、前記第1連結部を前記第1回路パターン上に形成することによって、ETS(Embedded Trace Substrate)構造を有する第1回路パターンの埋め込み深さを管理する必要がない効果がある。また、実施例では、第1素子と回路基板のアセンブリ組立時、比較例が有する第1回路パターンの埋め込み深さが変わることによって発生するノンコンタクト(non-contact)またはノンウェットイシュー(non-wetissue)問題を解決することができる。
また、実施例では、第1回路パターンの埋め込み深さを管理する必要がないので、第1連結部の間隔または第1回路パターンの間隔を減らすことができ、これによる微細ピッチに対応することができる。また、実施例では、第1連結部のサイズ幅や間隔の減少によるファインバンプ製品に活用が可能であり、これによる空間確保を通じたデザイン自由度を確保することができる。
また、実施例では、絶縁層の上側に第1連結部が配置され、絶縁層の下側に第2連結部が配置され、これによるパッケージ基板の上下部のバランスを同一に合わせることができ、これによるパッケージ基板の反り特性を向上させることができる。
また、実施例では、第1連結部および第2連結部による素子やメインボードの付着が行われ、これによるソルダーボール接着方式に比べてソルダーボールの崩壊高さを確保する必要がないので、製品体積を減らすことができる。また、実施例では、ソルダーボールに比べて熱伝導度の高い第1連結部および第2連結部を用いて素子やメインボードの付着を行う。これにより、実施例では、素子やマザーボードで発生する熱の伝達特性を向上させることができ、これによる放熱特性を向上させることができる。
また、実施例では、回路基板に第2連結部を構成する第1ポストバンプを形成し、前記ポストバンプを用いてメインボードを付着してパッケージ基板を製造することにより、微細ピッチに対応することができ、これにより製造会社の生産性を最大化させることができる。
また、実施例では、回路基板の両面にそれぞれ素子を実装し、前記実装された素子をモールディングするモールディング部を配置することにより、既存の断面モールディング構造に比べて印刷回路基板の上下部のバランスを維持することができ、これによる回路基板の反りの発生を最小限に抑えることができる。
また、実施例によれば、回路基板の両面にそれぞれ素子を実装するようにすることで、既存の上部パッケージに実装される能動素子または受動素子を回路基板上に全て実装させることができ、これによるパッケージ基板の全体厚さを低くすることができる。
また、本実施例によれば、メインボードが付着される下部のモールディング部の下面が、前記回路基板の下部に実装された素子の下面と同一平面上に置かれるようにすることで、前記メインボードと回路基板との間の連結信頼性を向上させることができる。
また、実施例では、第2連結部を構成する第2ポストバンプを用いて回路基板内に埋め込まれた素子とメインボードとの間を連結する。これにより、実施例では、前記埋め込まれた素子の端子が有するピッチに対応する複数の第2ポストバンプを使用することで、微細ピッチに対応することができる。また、実施例では、前記第2ポストバンプを介して前記素子とメインボードとの間が連結され、これによる放熱特性を向上させることができる。また、実施例では、前記第2ポストバンプを介して前記埋め込まれた素子とメインボードとの間が連結されることで、前記埋め込み素子とメインボードとの間の信号伝送距離を減らすことができ、これによるノイズ特性を向上させながら伝送速度を向上させることができる。
また、本実施例によれば、素子の高さだけ第1ポストバンプの高さ調整が可能であり、これによるパッケージデザインの設計が容易である。
また、実施例によれば、第2連結部を構成する第1および第2ポストバンプの電気メッキのためのシード層を別に形成せず、パッドのシード層を用いて前記ポストバンプを形成できるようにする。これによれば、前記ポストバンプを形成するための別のシード層を形成する必要がないので、製造工程を簡素化することができ、前記ポストバンプのシード層間におけるクラックの発生を解決することができ、これによる製品の信頼性および耐久性を向上させることができる。
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、説明されるいくつか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実現され、本発明の技術思想の範囲内であれば、実施例の間、その構成要素のうち一つ以上を選択に結合、置換して使用することができる。
また、本発明の実施例において使用される用語(技術および科学的用語を含む)は、明らかに特に定義され記述されない限り、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって一般的に理解され得る意味と解釈され、事前に定義された用語のように一般的に使用される用語は、関連技術の文脈上の意味を考慮して、その意味を解釈することができるであろう。また、本発明の実施例で使用された用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。
本明細書において、単数形は、 文言で特別に言及しない限り、複数形も含むことができ、「Aおよび(と)B、Cのうちの少なくとも一つ(又は一つ以上)」と記載される場合、A、B、Cと組み合わせするすべての組み合わせのうち一つ以上を含むことができる。また、本発明の実施例の構成要素を説明するにおいて、第1、第2、A、B、(a)、(b)など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であるだけで、その用語によって該当構成要素の本質や順序又は手順などが限定されない。そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「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、又は連結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の間にあるまた他の構成要素によって「連結」、「結合」又は「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(上部)又は、下(下部)」に形成又は配置されると記載される場合、上(上部)又は下(下部)は、2つの構成要素が互いに直接接触 する場合のみならず、一つ以上のまた他の構成要素が前記2つの構成要素の間に形成又は配置される場合も含む。また、「上(上部)又は下(下部)」と表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明すると、次のようである。
図1は、比較例のパッケージ基板を示す図である。
図1を参照すると、比較例のパッケージ基板は、絶縁層10、第1回路パターン20、第2回路パターン25、ビア30、第1ソルダーレジスト40、第2ソルダーレジスト45、第1接続部50、第2連結部55、素子60、UBM(Under Bump Metal)65、および連結部70を含む。
比較例のパッケージ基板は、ETS工法で製造された回路基板を含む。
したがって、パジ基板は、絶縁層10と、前記絶縁層10の両面にそれぞれ配置された回路パターンとを含む。
このとき、前記回路パターンは、絶縁層10の一面に配置された第1回路パターン20と絶縁層10の他面に配置された第2回路パターン25とを含む。ここで、前記第1回路パターン20と第2回路パターン25のうち一つは、絶縁層10内に埋め込まれた構造を有する。
絶縁層10内には、前記第1回路パターン20と前記第2回路パターン25とを電気的に連結するビア30が形成される。
絶縁層10の上面および下面には、絶縁層10の表面および第1回路パターン20または第2回路パターン25の表面を保護する第1ソルダーレジスト40および第2ソルダーレジスト45が配置される。
そして、第1ソルダーレジスト40は、前記第1回路パターン20の上面を露出する開口部(図示せず)を含み、第2ソルダーレジスト45は、第2回路パターン25の下面を露出する開口部(図示せず)を含む。
一方、比較例のパッケージ基板は、第1回路パターン20の上に実装される素子60を含む。このとき、前記素子60の下面には、UBM(Under Bump Metal)65が形成される。また、前記UBM(Under Bump Metal)65の下には連結部70が形成される。前記連結部70は、一般に銅フィラー(Cu pillar)と言える。
前記比較例のパッケージ基板において、素子60の実装は、前記連結部70を前記素子60に形成した状態で、前記第1回路パターン20と前記連結部70との間に第1接続部50を形成することにより行われる。
即ち、比較例のパッケージ基板における素子実装は、回路基板ではなく素子60のUBM(Under Bump Metal)65に連結部70を形成し、素子付着工程を介して前記素子60の前記連結部70と回路基板の第1回路パターン20をソルダリングして相互連結させることにより行われる。
しかし、このような比較例のパッケージ基板に含まれた連結部の構造は、パッケージの厚さを低くすることはできるが、デザイン設計時に素子実装空間に多くの制約が発生し、反り特性が脆弱な問題を有する。
具体的には、比較例のパッケージ基板は、素子60に連結部70が形成されている。このとき、パッケージ基板の一側にのみ上記のような連結部70が形成されており、他側にはこれに対応する連結部が形成されていない。即ち、上記のような比較例のパッケージ基板は、絶縁層10を中心に片側にのみ連結部が配置される非対称構造を有しており、これはパッケージ基板の上下部のバランス問題による反り特性が脆弱な問題を有する。
また、比較例のパッケージ基板は、素子とのソルダリング時に、前記第1回路パターン20の埋め込み程度によって相互間の接触面積が小さくなり、これによる前記第1接続部50との連結信頼性に問題が発生することがある。
また、比較例のパッケージ基板は、第1回路パターン20と第1接続部50との間の接触面積が小さい場合、熱ストレスや物理ダメージによるクラックの発生の可能性が増加し、これによる信頼性に問題が発生することがある。
これにより、実施例では、比較例のパッケージ基板が有する信頼性問題を解決することができる新しい構造のパッケージ基板を提供できるようにする。
図2は、実施例に係る第1形態のパッケージ基板を示す図である。
図2を参照すると、第1形態のパッケージ基板100は、絶縁層110、第1回路パターン120、第2回路パターン125、ビア130、シード金属層140、第1 1ソルダーレジスト160、第2ソルダーレジスト165、第1連結部170、第2連結部175、第1接続部180、および第2接続部185を含む。
また、第1形態のパッケージ基板100は、下面にUBM(Under Bump Metal)210が形成された第1素子200と第2素子300とを含む。
図2説明に先立ち、実施例に係るパッケージ基板は、回路基板の絶縁層を基準に多層構造を有することができる。即ち、図2における回路基板は、単一の絶縁層を含むものと示したが、これに限定されない。例えば、実施例におけるパッケージ基板は、複数の絶縁層の積層構造を有した回路基板を含むことができる。例えば、パッケージ基板100における絶縁層110は、多層構造を有することができる。そして、絶縁層110が多層構造を有する場合、第1回路パターン120は、多層構造の絶縁層のうち最上層の絶縁層の上面に配置されることがあり、第2回路パターン125は、多層構造の絶縁層のうち最下層の絶縁層の下面に配置され得る。例えば、第1回路パターン120は、回路基板の最上側または第1最外側に配置された第1外側回路パターンとも言える。また、前記第2回路パターン125は、回路基板の最下側または第2最外側に配置された第2外側回路パターンとも言える。
以下では、説明の便宜上、絶縁層110が一層に形成されるものとして説明する。
絶縁層110の表面には、回路パターンが配置され得る。
例えば、絶縁層110の上面には、第1回路パターン120が形成され得る。また、絶縁層110の下面には、第2回路パターン125が形成され得る。
前記第1回路パターン120は、前記絶縁層110に埋め込まれて形成され得る。例えば、前記第1回路パターン120は、ETS(Embedded Trace Substrate)構造を有することができる。例えば、第1回路パターン120の側面は、前記絶縁層110で囲まれてもよい。例えば、前記第1回路パターン120の上面は、前記絶縁層110の上面と同一平面上に配置されてもよく、前記絶縁層110の上面よりも低く配置され得る。例えば、前記第1回路パターン120の下面は、前記絶縁層110の上面よりも低く位置することができる。
第2回路パターン125は、絶縁層110の下面の下に突出して配置され得る。即ち、前記第2回路パターン125の上面は、前記絶縁層110の下面と直接接触することがある。但し、実施例はこれに限定されず、前記第2回路パターン125の上面と前記絶縁層110の下面との間には、前記第2回路パターン125のシード金属層(図示せず)が配置され得る。
即ち、実施例におけるパッケージ基板は、ETS工法により製造され、これにより、第1回路パターン120は、絶縁層110内に埋め込まれた構造を有することができ、第2回路パターン125は、絶縁層110の表面上に突出した構造を有することができる。
前記第1回路パターン120および第2回路パターン125は、電気的信号を伝達する配線であって、伝導性が高い金属物質で形成され得る。このために、前記第1回路パターン120および第2回路パターン125は、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、錫(Sn)、銅(Cu)、および亜鉛(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。また、前記第1回路パターン120および第2回路パターン125は、ボンディング力に優れる金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、錫(Sn)、銅( Cu)、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回路パターン120および第2回路パターン125は、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。
一方、第1回路パターン120および第2回路パターン125は、それぞれ複数に構成される。例えば、第1回路パターン120は、第1連結部170と連結される第1-1回路パターンと言える。また、第1回路パターン120は、第1ソルダーレジスト160によって覆われる第1-2回路パターンを含むことができる。例えば、第2回路パターン125は、第2接続部185が配置されて第2素子300が実装される第2-1回路パターンを含むことができる。例えば、第2回路パターン125は、第2連結部175が配置される第2-2回路パターンを含むことができる。
絶縁層110内には、ビア130が配置され得る。前記ビア130は、前記絶縁層110内に配置され、それにより互いに異なる層に配置された回路パターンを互いに電気的に連結することができる。
即ち、ビア130は、絶縁層110内に配置され、上面が前記第1回路パターン120の下面と連結され、下面が前記第2回路パターン125の上面と連結され得る。
前記ビア130は、絶縁層110内に形成されたビアホール(図示せず)の内部を金属材料で充填することによって形成され得る。
前記ビア130を形成する金属物質は、銅(Cu)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、およびパラジウム(Pd)のうちから選択されるいずれか一つの物質であり得、前記伝導性物質の充填は、無電解メッキ、電解メッキ、スクリーン印刷(Screen Printing)、スパッタリング(Sputtering)、蒸発法(Evaporation)、インクジェットティング、およびディスフェンシングのうちいずれか一つまたはこれらの組み合わせた方式を用いることができる。
前記絶縁層110の上面には、シード金属層140が配置される。
前記シード金属層140は、前記第1回路パターン120を電気メッキで形成するために用いられたシード層であり得る。また、前記シード金属層140は、後述する第1連結部170を電気メッキで形成するために用いられたシード層であり得る。即ち、前記シード金属層140は、前記第1回路パターン120のシード層であり、前記第1連結部170のシード層であり得る。
即ち、シード金属層140は、第1回路パターン120と前記第1連結部170との間に配置され得る。そして、前記第1回路パターン120は、前記シード金属層140を用いて電気メッキを行って形成され得る。また、前記第1連結部170は、前記第1回路パターン120と同一のシード層である前記シード金属層140を用いて電気メッキを行って形成され得る。
シード金属層140は、化学銅メッキ工程によって形成され得る。シード金属層140は、薄膜の形態を有し、絶縁層110の上面に形成され得る。但し、実施例はこれに限定されず、前記シード金属層140は、回路基板の製造に用いられたキャリアボード(図示せず)に含まれた銅箔層(図示せず)であり得る。
このとき、シード金属層140は、第1回路パターン120と前記第1連結部170との間に配置される第1部分を含む。前記シード金属層140の前記第1部分は、下面および上面が同じ幅を有することができる。例えば、シード金属層140の前記第1部分の下面は、前記第1回路パターン120の上面と同じ幅を有することができる。例えば、前記シード金属層140の前記第1部分の上面は、前記第1連結部170の下面と同じ幅を有することができる。これにより、前記第1回路パターン120、前記シード金属層140の第1部分、および前記第1回路パターン120は、柱形状を有し、絶縁層110の内側から外側に突出して形成され得る。
一方、シード金属層140は、第1回路パターン120と第1ソルダーレジスト160との間に配置される第2部分を含むことができる。このとき、一般的なシード金属層の幅は、回路パターンの幅と同じ幅を有する。これは、シード金属層は、回路パターンを電気メッキして形成するためのものであって、前記回路パターンの電気メッキ工程が完了すると、除去されるためである。即ち、回路パターンは、シード金属層の上に配置され、前述回路パターンの形成が完了すると、前記回路パターンが配置されていない領域のシード金属層が除去し、これにより回路パターンとシード金属層は同じ幅を有するようになる。
これとは異なり、実施例では、第1ソルダーレジスト160を形成した後、前記シード金属層140を用いて前記第1連結部170を形成する。そして、前記第1連結部170が形成された後、前記第1ソルダーレジスト160および前記第1連結部170が形成されていない領域におけるシード金属層は除去される。これにより、実施例における前記シード金属層140の第2部分は、第2回路パターン125と異なる幅を有することができる。即ち、前記シード金属層140の第2部分の下面は、第1回路パターン120と直接接触する。そして、前記シード金属層140の第2部分の上面は、第1ソルダーレジスト160と直接接触する。このとき、前記シード金属層140の第2部分は、前記接触している第1回路パターン120の幅よりも大きい幅を有することができる。また、前記シード金属層140の第2部分は、前記接触している第1ソルダーレジスト160と同じ幅を有するか、またはこれよりも小さい幅を有することができる。例えば、シード金属層140の第2部分は、前記接触している第1回路パターン120の幅よりも大きく、前記接触している第1ソルダーレジスト160の幅よりも小さく形成され得る。
このように、実施例では、シード金属層140を用いて第1回路パターン120および第1連結部170を形成する。これにより、実施例では、前記第1連結部170を形成するための別のシード層の形成およびこれの除去工程が不要であり、これによる製造工程を簡素化することができる。
また、実施例では、シード金属層140を用いて第1連結部170を形成することにより、前記第1回路パターン120と前記第1連結部170との接合強度を向上させることができる。即ち、実施例では、シード金属層140が形成された後、電気メッキ工程が行われて前記第1回路パターン120が形成される。これにより、第1連結部170は、前記シード金属層140をシード層としてそのまま用いて形成される。このとき、比較例では、第1回路パターン上に化学銅メッキ工程を行って追加のシード金属層を形成する。このとき、前記追加の工程によって形成されたシード金属層の接合強度は、実施例における第1回路パターン120とシード金属層140との間の接合強度よりも低い。これは、実施例では、シード金属層140が形成された後にこれよりも厚い厚さを有する第1回路パターン120が形成される一方、比較例では、回路パターンが形成された後に、これより薄い厚さを有するシード金属層が形成されるためである。
前記シード金属層140の第1部分の上面の上には、第1連結部170が形成される。前記第1連結部170は、前記シード金属層140上に一定間隔で離隔されて複数に形成され得る。前記第1連結部170は、銅ピラー(Cu pillar)であり得る。前記第1連結部170は、第1素子200のUBM(Under Bump Metal)210と連結され得る。これにより、前記第1連結部170は、前記シード金属層140上に第1幅および第1間隔を有して形成され得る。前記第1幅は、前記第1回路パターン120の幅および間隔と同一であり得る。例えば、前記第1連結部170は、10μm以下の第1幅と、10μm以下の第1間隔とを有してシード金属層140の上面の上に配置され得る。
第2連結部175は、前記第2回路パターン125の下面の下に形成され得る。前記第2連結部175は、前記絶縁層110の下面に形成される第2ソルダーレジスト165の開口部(図示せず)内に配置され得る。また、第2連結部175は、前記第2ソルダーレジスト165の下面の下に突出した構造を有して形成され得る。
前記第2連結部175は、互いに一定間隔で離隔され、複数に形成され得る。
前記第2連結部175は、第2幅および第2間隔を有して配置され得る。例えば、前記第2幅は、前記第1連結部170が有する第1幅よりも大きくてもよい。また、前記第2間隔は、前記第1連結部170が有する第1間隔よりも大きくてもよい。
前記第1連結部170の上面には、第1接続部180が配置され得る。第2回路パターン125の下面には、第2接続部185が配置され得る。
前記第1接続部180および前記第2接続部185は、円形状または楕円形状を有することができるが、これらに限定されない。
前記第1接続部180および前記第2接続部185は、銀銅(Cu)、錫(Sn)、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、鉛(Pb)、アンチモン(Sb) )、ビスマス(bi)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)のうち少なくとも一つを含むことができる。例えば、前記第1接続部180および前記第2接続部185は、ソルダーバンプであり得る。例えば、前記第1接続部180および前記第2接続部185は、ソルダーボールであり得、これによりリフロー工程の温度で溶融し得る。
前記第1接続部180の上には、第1素子200が付着され得る。また、前記第2接続部185の下には、第2素子300が付着され得る。
このとき、前記第1接続部180と前記第1素子200の接触面との間には、UBM(Under Bump Metal)210が形成され得る。即ち、前記第1素子200の下面には、UBM(Under Bump Metal)210が形成される。そして、前記第1素子200は、前記UBM(Under Bump Metal)210の位置を前記第1接続部180上に整列させた状態でソルダリング工程を行い、前記第1連結部170上に付着され得る。
実施例によれば、第1連結部は、第1素子のUBM(Under Bump Metal)ではなく、回路基板の第1回路パターン上に形成される。このとき、前記第1連結部は、前記第1回路パターンの電気メッキのために形成されたシード金属層をシード層として電気メッキを行って形成され得る。これによれば、実施例では、前記第1回路パターンのシード金属層を用いて前記第1連結部を形成することにより、前記シード金属層、前記第1回路パターン、および前記第1連結部間の接合強度を向上させることができる。また、実施例では、前記第1連結部を前記第1回路パターン上に形成することにより、ETS(Embedded Trace Substrate)構造を有する第1回路パターンの埋め込み深さを管理する必要がないという効果がある。また、実施例では、第1素子と回路基板のアセンブリ組立時、比較例が有する第1回路パターンの埋め込み深さが変わることによって発生するノンコンタクト(non-contact)またはノンウェットイシュー(non-wetissue)の問題を解決することができる。
また、実施例では、第1回路パターンの埋め込み深さを管理する必要がないので、第1連結部の間隔または第1回路パターンの間隔を減らすことができ、これによる微細ピッチに対応することができる。また、実施例では、第1連結部のサイズ幅や間隔の減少によるファインバンプ製品に活用が可能であり、これによる空間確保を通じたデザインの自由度を確保することができる。
また、実施例では、絶縁層の上側に第1連結部が配置され、絶縁層の下側に第2連結部が配置され、これによるパッケージ基板の上下部のバランスを同一に合わせることができ、これによるパッケージ基板の反り特性を向上させることができる。
また、実施例では、第1連結部および第2連結部による素子やメインボードの付着が行われ、これによるソルダーボール接着方式に比べてソルダーボールの崩壊高さを確保する必要がないので、製品体積を減らすことができる。また、実施例では、ソルダーボールに比べて熱伝導度の高い第1連結部および第2連結部を用いて素子やメインボードの付着を行う。これにより、実施例では、素子やマザーボードで発生する熱の伝達特性を高めることができ、これによる放熱特性を向上させることができる。
図3は、実施例に係る第2形態のパッケージ基板を示す図である。
図3を参照すると、パッケージ基板は、図2と比較してモールディング層をさらに含むことができる。
即ち、第2形態のパッケージ基板100Bは、第1モールディング層190および第2モールディング層195を含む。
第1モールディング層190は、絶縁層110の上面および第1ソルダーレジスト160の上面の上に形成され得る。
第1モールディング層190は、前記絶縁層110の上側に配置された構成を覆って配置され得る。即ち、第1モールディング層190は、絶縁層110の上面の上に配置されたシード金属層140、第1ソルダーレジスト160、第1連結部170、第1接続部180、第1素子200、およびUBM(Under Bump Metal)210を埋め込んで形成され得る。
上記のように、第1モールディング層190は、第1ソルダーレジスト160を埋め込んで形成され得る。
第2モールディング層195は、前記絶縁層110の下側に配置された構成を覆って配置され得る。即ち、第2モールディング層195は、絶縁層110の下面の下に配置された第2連結部175、第2接続部185、および第2素子300を埋め込んで形成され得る。但し、前記第2モールディング層195は、前記第2連結部175の下面を露出する開口部(図示せず)を含むことができる。
図4は、実施例に係る第3形態のパッケージ基板を示す図である。
図4を参照すると、パッケージ基板は、図3と比較して下部基板をさらに含むことができる。
即ち、第3形態のパッケージ基板100Cは、第3接続部410および下部基板400を含むことができる。
第3接続部410はソルダーボールであり得る。第3接続部410は、第2モールディング層195の開口部を介して露出した第2連結部175の下面の下に形成され得る。
前記第3接続部410の下には、下部基板400が付着され得る。前記下部基板400は、メインボードであり得るが、これに限定されない。
例えば、下部基板400は、5Gパッケージ基板において、活性アンテナシステムを構成する複数の基板、即ちアンテナ基板、アンテナ給電基板、送受信機(transceiver) 基板、および基底帯域(baseband) 基板のうちいずれか一つであり得る。
以下では、実施例に係るパッケージ基板の製造方法を工程順に説明する。
図5~図15は、図4に示す製造基板の製造方法を工程順に示す図である。
図5を参照すると、実施例は、優先して回路基板の製造のために、基礎材料であるキャリアボードCBを準備する。キャリアボードCBは、キャリア絶縁層CB1および前記キャリア絶縁層CB1の一面に配置されるキャリア金属層CB2を含むことができる。このとき、図面上には、キャリア金属層CB2がキャリア絶縁層CB1の一面にのみ配置されるものと示したが、これに限定されない。即ち、キャリア金属層は、キャリア絶縁層CB1の上面および下面にそれぞれ形成されることがあり、これにより、実施例では、キャリア絶縁層CB1の両側に複数の回路基板を同時に製造することができるであろう。
次に、図6を参照すると、実施例では、キャリア金属層CB2の下にシード金属層140を形成する。前記シード金属層140は、化学銅メッキ工程によって形成得るが、これに限定されない。
前記シード金属層140が形成されると、実施例では、前記シード金属層140上に第1マスクM1を形成する。そして、実施例では、前記第1マスクM1を露光および現像を行い、前記第1マスクM1にオープン部(図示せず)を形成する。前記オープン部は、前記シード金属層140の下面のうち第1回路パターン120が形成される位置の下面を露出して形成され得る。
前記第1マスクM1が形成されると、実施例では、前記シード金属層140をシード層として電気メッキを行い、前記第1マスクM1のオープン部を満たす第1回路パターン120を形成する。
次に、図7を参照すると、実施例では、前記第1マスクM1を除去し、それにより前記シード金属層140の下に前記第1回路パターン120を覆う絶縁層110を形成する。
前記絶縁層110が形成されると、実施例では、絶縁層110内にビア130を形成する。また、実施例では、前記絶縁層110の下面に前記ビア130と連結される第2回路パターン125を形成する。
第2回路パターン125は、絶縁層110の下面の下に突出して配置され得る。即ち、前記第2回路パターン125の上面は、前記絶縁層110の下面と直接接触することができる。但し、実施例はこれに限定されず、前記第2回路パターン125の上面と前記絶縁層110の下面との間には、前記第2回路パターン125のシード金属層(図示せず)が配置され得る。
即ち、実施例におけるパッケージ基板は、ETS工法により製造され、これにより、第1回路パターン120は、絶縁層110内に埋め込まれた構造を有することができ、第2回路パターン125は、絶縁層110の表面上に突出した構造を有することができる。
即ち、ビア130は、絶縁層110内に配置され、上面が前記第1回路パターン120の下面と連結され、下面が前記第2回路パターン125の上面と連結され得る。前記ビア130は、絶縁層110内に形成されたビアホール(図示せず)の内部を金属材料で充填することによって形成され得る。
次に、図8を参照すると、実施例では、前記絶縁層110の下面の下に第2ソルダーレジスト165を形成する。前記第2ソルダーレジスト165は、第2回路パターン125の下面のうち露出すべき部分をオープンする開口部を有することができる。
次に、図9を参照すると、前記第2ソルダーレジスト165の下面の下に第2マスクM2を形成する。前記第2マスクM2は、露光および現像工程を通じて、第2連結部175が形成される位置における第2回路パターン125の下面を露出するオープン部(図示せず)を含むことができる。
そして、前記第2マスクM2のオープン部が形成されると、前記オープン部介して露出した前記第2回路パターン125の下面の下に第2連結部175を形成する。
次に、図10を参照すると、実施例では、前記第2マスクM2を除去する工程と前記キャリアボードCBを除去する工程を行うことができる。前記キャリアボードCBの除去工程が行なった後には、前記第1回路パターン120のシード層として使用された前記シード金属層140の上面が露出し得る。
次に、図11を参照すると、実施例では、前記シード金属層140上に第1ソルダーレジスト160を形成する工程を行うことができる。前記第1ソルダーレジスト160は、前記シード金属層140の上面のうち露出すべき領域をオープンするオープン部(図示せず)を含むことができる。
次に、図12を参照すると、実施例では、前記第1ソルダーレジスト160および前記シード金属層140上に第3マスクM3を形成する工程を行うことができる。そして、前記第3マスクM3は、露光および現像工程を通じて、第1連結部170が形成される位置におけるシード金属層140の上面を露出するオープン部(図示せず)を含むことができる。
そして、前記第3マスクM3のオープン部が形成されると、前記オープン部を介して露出したシード金属層140の上面に電気メッキを行って第1連結部170を形成することができる。このとき、前記第1連結部170は、前記シード金属層140をシード層として電気メッキを行って形成され得る。前記シード金属層140は、上述したように第1回路パターン120のシード層としても使用され、実施例では、シード金属層140をシード層とし、この両側に第1回路パターン120および第1連結部170を形成できるようにする。
次に、図13を参照すると、実施例では、前記第3マスクM3を除去し、それにより第1ソルダーレジスト160および第1連結部170が形成されていない領域におけるシード金属層140を除去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連結部170上に第1接続部180を配置して第1素子200を付着する工程を行うことができる。また、実施例では、第2ソルダーレジスト165の開口部を介して露出した第2回路パターン125の下面の下に第2接続部185を配置して第2素子300を付着する工程を行うことができる。
次に、図15を参照すると、実施例では、第1モールディング層190および第2モールディング層195を形成する工程を行うことができる。
第1モールディング層190は、絶縁層110の上面および第1ソルダーレジスト160の上面の上に形成され得る。第1モールディング層190は、前記絶縁層110の上側に配置された構成を覆って配置され得る。即ち、第1モールディング層190は、絶縁層110の上面の上に配置されたシード金属層140、第1ソルダーレジスト160、第1連結部170、第1接続部180、第1素子200、およびUBM(Under Bump Metal)210を埋め込んで形成され得る。上記のように、第1モールディング層190は、第1ソルダーレジスト160を埋め込んで形成され得る。
第2モールディング層195は、前記絶縁層110の下側に配置された構成を覆って配置され得る。即ち、第2モールディング層195は、絶縁層110の下面の下に配置された第2連結部175、第2接続部185、および第2素子300を埋め込んで形成され得る。但し、前記第2モールディング層195は、前記第2連結部175の下面を露出する開口部(図示せず)を含むことができる。
また、実施例では、前記第2連結部175の下面の下に第3接続部410を形成し、これを用いて下部基板400を付着する工程を行うことができる。
図16は、第2実施例に係る回路基板を示す図である。
第1実施例における回路基板は、ETS工法を用いて製造された。これに対して、図16の第2実施例に係る回路基板は、MSAP(Modified Semi Additive Process)およびSAP(Semi Additive Process)のいずれかの一つの工法を用いて製造され得る。これにより、第2実施例の回路基板において、最外側に配置されたそれぞれの回路パターンは、絶縁層の表面上に突出した構造を有することができる。
図16を参照すると、実施例による回路基板は、第1絶縁層1101、第2絶縁層1102、第3絶縁層1103、第1回路パターン1111、第2回路パターン1112、第3回路パターン1113、第4回路パターン1114、第1ビア1121、第2ビア1122、第3ビア1123、第1素子C1、第2素子C2、第3素子C3、第1ポストバンプ1150、第2ポストバンプ1160、第1接続部1141、第2接続部1142、第1モールディング層1131、および第2モールディング層1133を含む。前記第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160は、第1実施例の第2連結部175に対応することができる。例えば、第2実施例によれば、前記回路基板の最下側に配置された第2連結部は、互いに異なる幅を有する複数のポストバンプを含むことができる。
第2実施例の回路基板において、第1絶縁層1101は、コア基板であり得る。そして、第2絶縁層1102および第3絶縁層1103は、前記第1絶縁層1101上下にそれぞれ配置され得る。このとき、第2実施例では、前記絶縁層の層数が3層構造を有するものと示したが、これに限定されない。例えば、第2実施例における絶縁層の層数は、1層または2層で構成されることもあり、これとは異なり、4層以上の層数を有することもできる。
第1絶縁層1101、第2絶縁層1102、および第3絶縁層1103の表面には、回路パターンが配置され得る。回路パターンは、第1回路パターン1111、第2回路パターン1112、第3回路パターン1113、および第4回路パターン1114を含むことができる。
第1回路パターン1111は、第1絶縁層1101上面に配置され得る。第2回路パターン1112は、第1絶縁層1101の下面に配置され得る。第3回路パターン1113は、第2絶縁層1102の上面に配置され得る。第4回路パターン1114は、第3絶縁層1103の下面に配置され得る。前記第3回路パターン1113は、回路基板の絶縁層の積層構造において、最上側の絶縁層の上面に配置された回路パターンを意味することができる。例えば、前記第3回路パターン1113は、第1外側回路パターンとも言える。また、第4回路パターン1114は、回路基板の絶縁層の積層構造において、最下側の絶縁層の下面に配置された回路パターンを意味することができる。例えば、前記第4回路パターン1114は、最下側の絶縁層に配置された第2外側回路パターンとも言える。
前記第1外側回路パターンに対応する前記第3回路パターン1113は、第2素子C2が実装される第1パッド1113aを含むことができる。第4回路パターン1114は、第3素子C3が実装される第2パッド(図示せず)を含むことができる。また、第4回路パターン1114は、第1素子C1の第1端子T1と垂直方向内で重なるように配置された第4-1パターンとこれ以外の第4-2パターンとを含むことができる。そして、後述する第1ポストバンプ1150は、前記第4回路パターン1114のうち第4-2パターンの下面の下に配置され、前記第2ポストバンプ1160は、前記第4回路パターン1114のうち第4-1パターンの下に配置され得る。
このとき、前記第1パッド1113aは、第1実施例の回路基板で素子が実装される第1回路パターン120に対応することができる。例えば、第2実施例における前記第1パッド1113aの上面には、第1実施例における第1回路パターン120の上面に配置された第1連結部170が配置され得る。
前記それぞれの絶縁層には、ビアが配置される。具体的には、前記第1絶縁層1101、第2絶縁層1102、および第3絶縁層1103内には、これを貫通してビアが形成され得る。
具体的には、第1絶縁層1101内には、第1ビア1121が配置される。前記第1ビア1121は、前記第1絶縁層1101の上面に配置される第1回路パターン1111と、前記第1絶縁層1101おn下面に配置される第2回路パターン1112とを電気的に連結する。
第2絶縁層1102内には、第2ビア1122が配置される。前記第2ビア1122は、前記第2絶縁層1102の上面に配置された第3回路パターン1113と、前記第1絶縁層1101の上面に配置された第1回路パターン1111とを電気的に連結する。
第3絶縁層1103内には、第3ビア1123が配置される。前記第3ビア1123は、前記第1絶縁層1101の下面に配置された第2回路パターン1112と、前記第3絶縁層1103の下面に配置された第4回路パターン1114とを電気的に連結する。
第1絶縁層1101内には、第1素子C1が埋め込まれる。前記第1素子C1は、第1絶縁層1101内に埋め込まれて、少なくとも一部が前記第1絶縁層1101の下面の下に露出し得る。例えば、前記第1素子C1は、第1端子T1を含む。そして、前記第1素子C1の第1端子T1は、前記第1絶縁層1101の下面の下に突出して配置され得る。これにより、前記第1素子C1の第1端子T1の少なくとも一部は、第3絶縁層1103によって覆われることがある。
例えば、前記第1素子C1の第1端子T1の上面は、前記第2回路パターン1112の上面と同一平面上に位置することができる。
これにより、前記第1素子C1の第1端子T1は、前記第3絶縁層1103内に配置された第3ビア1123と直接連結され得る。上記のように第1素子C1の第1端子T1と連結される別の連結パッドなしに、前記第1素子C1の第1端子T1と直接的に第3ビア1123が連結されるようにすることにより、本実施例では、前記第1素子C1を介して伝達される電気信号の配線長さを最小限に抑えることができ、これによる伝送速度の向上およびノイズ特性を向上させることができる。
第1素子C1は、チップなどの電子部品であり得、これは能動素子と受動素子とに区分され得る。そして、能動素子は、非線形部分を積極的に用いた素子であり、受動素子は、線形特性および非線形特性の両方が存在しても非線形特性は用いない素子を意味する。そして、前記能動素子には、トランジスタ、IC半導体チップなどが含まれてもよく、前記受動素子には、コンデンサ、抵抗、および前記インダクタなどが含まれてもよい。前記受動素子は、能動素子である半導体チップの信号処理速度を高めるか、フィルタリング機能などを行うことができる。
第2絶縁層1102上には、第2素子C2が実装される。具体的には、第2絶縁層1102の上面に配置された第3回路パターン1113のうち第1パッド1113a上には、第2素子C2が実装される。前記第2絶縁層1102は、複数の絶縁層のうち第1最外側または最上側に配置された第1外側絶縁層とも言える。そして、前記第2素子C2は、前記第1外側絶縁層上に配置され得る。
具体的には、第3回路パターン1113の第1パッド1113a上には、第1接続部1141が配置される。そして、第2素子C2は、前記第1接続部1141を介して前記第1パッド1113aと電気的に連結される。前記第1接続部1141は、ソルダーボールであり得る。前記第1接続部1141は、ソルダーに異種成分の物質が含まれていてもよい。前記ソルダーは、SnCu、SnPb、SnAgCuのうち少なくともいずれか一つからなることができる。そして、前記異種成分の物質は、Al、Sb、Bi、Cu、Ni、In、Pb、Ag、Sn、Zn、Ga、Cd、およびFeのいずれか一つを含むことができる。
前記第2絶縁層1102上には、第1モールディング層1131が配置される。前記第1モールディング層1131は、前記第2絶縁層1102の上面を覆って配置される。好ましくは、前記第1モールディング層1131は、前記第2絶縁層1102の上面の全領域を覆って配置される。例えば、前記第2絶縁層1102の上面の一部は、第3回路パターン1113と接触する。また、前記第2絶縁層1102の上面の残りの一部は、前記第1モールディング層1131と接触する。
第1モールディング層1131は、EMC(Epoxy molding compound)であり得るが、これに限定されない。
前記第1モールディング層1131は、オープン領域1132を含む。好ましくは、前記第1モールディング層1131は、前記第2絶縁層1102の上部領域のうち前記第2素子C2が配置される領域をオープンするオープン領域1132を含む。そして、前記第2素子C2は、前記第1モールディング層1131のオープン領域1132内で、前記第3回路パターン1113の第1パッド1113aの上に実装され得る。
第3絶縁層1103の下には、第3素子C3が実装される。具体的には、第3絶縁層1103の下面に配置された第4回路パターン1114のうち第2パッド(図示せず)上には、第3素子C3が実装される。
具体的には、第4回路パターン1114の第2パッドの下には、第2接続部1142が配置される。そして、第3素子C3は、前記第2接続部1142を介して前記第2パッドと電気的に連結される。前記第2接続部1142は、ソルダーボールであり得る。前記第2接続部1142は、ソルダーに異種成分の物質が含まれてもよい。
前記第3絶縁層1103の下には、第2モールディング層1133が配置される。前記第2モールディング層1133は、前記第3絶縁層1103の下面を覆って配置される。第2モールディング層1133は、EMC(Epoxy molding compound)であり得るが、これに限定されない。
前記第2モールディング層1133は、前記第3素子C3の下面を露出して形成され得る。即ち、前記第2モールディング層1133は、第3素子C3の側面および上面を覆って配置され得る。このとき、前記第3素子C3の端子(図示せず)は、上面に配置され、これにより前記第2接続部1142および前記第3素子C3の端子は、前記第2モールディング層1133 によって覆われることがある。
また、前記第2モールディング層1133は、前記第3絶縁層1103の下に一定の厚さを有して配置され得る。このとき、前記第2モールディング層1133の下面は、前記第3素子C3の下面と同一平面上に位置することができる。したがって、前記第3素子C3の下面は、外部に露出し得る。これにより、前記第3素子C3で発生した熱が前記露出した部分を介して外部に放出され得る。
一方、前記第2モールディング層1133の下面は、第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160の下面よりも低く位置することができる。また、前記第2モールディング層1133は、前記第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160の下面を露出して形成される。これにより、前記第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160の下面には、前記第2モールディング層1133のオープン領域である安着部が形成されることがあり、これにより、その後メインボードとの連結のためのソルダーボールを正確な位置に配置することができるので、信頼性を向上させることができる。
前記第4回路パターン1114の下面の下には、第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160が配置される。前記第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160は、外部のメインボードとの連結のための連結部であり得る。
前記第1ポストバンプ1150および前記第2ポストバンプ1160は、前記第4回路パターン1114を形成するために使用されたメッキシード層(図示せず)を用いて形成され得る。これにより、実施例では、前記第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160を形成するための別のシード層は省略され得る。これにより、前記第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160は、前記第3絶縁層1103の下面に配置された第4回路パターン1114と直接接触して配置され得る。
即ち、実施例では、第1および第2ポストバンプ150、160と第4回路パターン1114との間に電気メッキのためのシード層を別に形成せず、第4回路パターン1114上に形成されたシード層を用いて前記第4回路パターン1114上に第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160を形成するようにする。これによれば、実施例では、ポストバンプの形状のための別のシード層を省略することができ、これによる製造工程を簡素化することができる。また、実施例では、ポストバンプの電気メッキのための別のシード層を形成する場合、前記別のシード層と前記ポストバンプとの間におけるクラックの発生の問題を解決することができ、これによる製品の信頼性および耐久性を向上させることができる。
即ち、第1実施例の回路基板において、第2連結部は、一つのポストバンプのみを含んだ。これに対し、第2実施例の回路基板における第2連結部は、互いに異なる幅を有する第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160を含むことができる。
前記第1ポストバンプ1150は、第1幅W1を有することができる。例えば、前記第1ポストバンプ1150が有する第1幅W1は、150μm~300μmの範囲を満たすことができる。例えば、前記第1ポストバンプ1150が有する第1幅W1は、170μm~280μmの範囲を満たすことができる。例えば、前記第1ポストバンプ1150が有する第1幅W1は、200μm~250μmの範囲を満たすことができる。前記第1ポストバンプ1150の幅が150μmよりも小さいと、メインボード1200の安定した支持が不可能になることがある。また、前記第1ポストバンプ1150の幅が300μmよりも大きいと、回路基板の長手方向への体積が増加することがある。
第2ポストバンプ1160は、第2幅W2を有することができる。例えば、前記第2ポストバンプ1160が有する第2幅W2は、50μm~120μmの範囲を満たすことができる。例えば、前記第2ポストバンプ1160が有する第2幅W2は、70μm~110μmの範囲を満たすことができる。例えば、前記第2ポストバンプ1160が有する第2幅W2は、80μm~100μmの範囲を満たすことができる。前記第2ポストバンプ1160の幅が50μmよりも小さいと、隣接する前記第2ポストバンプによるメインボードの安定した支持が不可能になることがある。また、前記第2ポストバンプ1160の幅が120μmよりも大きいと、回路基板の長手方向への体積が増加することがある。
実施例では、上記のように、メインボードと連結される第2連結部に対して、互いに異なる幅を有する第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160を形成する。即ち、比較例では、前記第2連結部において、第1ポストバンプのみを含み、これによる回路基板の長手方向の厚さが増加した。これに対し、実施例では、前記第1ポストバンプだけでなく、前記第1ポストバンプと共に前記第2ポストバンプも形成して、位置によって互いに異なるメインボードの支持が可能なようにし、これによる回路基板の長手方向への体積を減らすことができるようにする。
前記第2ポストバンプ1160は、前記第1絶縁層1101内に埋め込まれた第1素子C1と連結されるバンプであり得る。
例えば、第2ポストバンプ1160は、第4回路パターン1114および第3ビア1123を介して前記第1素子C1の第1端子T1と直接連結されるバンプであり得る。例えば、前記第2ポストバンプ1160は、垂直方向内で前記第1素子C1と重なるように配置されたバンプであり得る。例えば、前記第2ポストバンプ1160は、垂直方向内で前記第1素子C1の第1端子T1と重なるように配置され得る。
上記のように、実施例では、第2ポストバンプ1160を用いて前記第1素子C1とメインボードとの間が連結できるようにする。このとき、比較例では、ソルダーボールを用いて前記第1素子とメインボードとの間が連結された。しかし、前記ソルダーボールは、特性上、微細ピッチの対応に限界があり、これにより追加の連結配線を用いて前記ソルダーボールの形成のための空間を確保しなければならなかった。
これとは異なり、実施例では、第2ポストバンプ1160を用いて前記第1素子とメインボードとの間を連結する。これにより、実施例では、前記第1素子C1の第1端子T1が有するピッチに対応する複数の第2ポストバンプ1160を用いることで、微細ピッチに対応することができる。また、実施例では、前記第2ポストバンプ1160を介して前記第1素子C1とメインボードとの間が連結され、これによる比較例に比べて放熱特性を向上させることができる。また、実施例では、前記第2ポストバンプを介して前記第1素子C1とメインボードとの間が連結されるので、第1素子C1とメインボードとの間の信号伝送距離を減らすことができ、これによる特性を向上させながら伝送速度を向上させることができる。
以下では、実施例に係る第1モールディング層1131のオープン領域1132について具体的に説明する。
図17は、第1実施例に係る図2の第1モールディング層のオープン領域を示す図であり、図18は、第2実施例に係る図2の第1モールディング層のオープン領域を示す図である。
このとき、以下に説明する第1モールディング層の構造は、図3に示す第1モールディング層190にも同様に適用可能であろう。
前記第1モールディング層1131のオープン領域1132は、前記第2絶縁層1102の上部領域のうち第2素子C2が配置される領域をオープンすることができる。
このとき、前記第1モールディング層1131のオープン領域1132は、前記第2絶縁層1102の上面を覆いながら前記第1パッド1113aを露出して形成され得る。
これにより、前記オープン領域1132においても、前記第2絶縁層1102の上面は覆われることがある。即ち、一般的なキャビティは、前記第2絶縁層の上面も露出して素子の実装領域を確保した。これとは異なり、実施例では、前記オープン領域1132が前記第2絶縁層1102の上面を覆いながら前記第1パッド1113aを選択的に露出するようにして、これによる信頼性を向上することができるようにする。
即ち、前記第1モールディング層1131は、前記オープン領域1132を形成する第1部分と前記第1部分以外の第2部分とを含む。
そして、前記第1部分は、前記第2素子C2が実装された第1パッド1113aを露出して形成され得る。
前記第1部分の上面は、段差を有することができる。例えば、前記第1モールディング層1131の第1部分は、位置によって互いに異なる高さを有する段差を形成することができる。例えば、前記第1モールディング層1131の第1部分の上面は、一定の表面粗さを有することができる。このとき、前記第1モールディング層1131の第1部分の上面が有する表面粗さは、追加の工程を通じて当該粗さを有するように加工するのではなく、ジグが配置された状態で前記第1モールディング層1131を形成することにより、前記第1部分の上面が一定の表面粗さを有することができるようにする。
前記第1モールディング層1131の第1部分は、エッジ領域に対応する第1-1部分と内側領域に対応する第1-2部分とを含むことができる。
このとき、前記第1モールディング層1131の第1-1部分の上面S1は、前記第1モールディング層1131の第1-2部分の上面S2と互いに異なる高さを有することができる。
例えば、前記第1モールディング層1131の第1部分の上面は、前記第1-1部分から前記第1-2部分に行くほど変化することがある。例えば、前記第1モールディング層1131の第1部分の上面は、オープン領域1132の内壁から離れるほど高さが減少することがある。
例えば、第1モールディング層1131のオープン領域1132深さは、外側から内側に行くほど増加することがある。
このとき、実施例では、前記オープン領域1132を形成するにあたり、四角形のジグを使用するため、前記オープン領域1132の内壁は、前記第2絶縁層1102の上面に対して垂直でもよい。好ましくは、前記オープン領域1132の上部幅と下部幅は、互いに同一でもよい。
前記第1モールディング層1131の第1-1部分は、第2高さH2を有することができる。また、前記第1モールディング層1131の第1-2部分は、前記第2高さH2よりも小さい第3高さH3を有することができる。
即ち、前記第1パッド1113aは、前記第2絶縁層1102の上面に第1高さH1を有して形成され得る。そして、前記第1モールディング層1131の第1-1部分は、前記第1パッド1113aの上面を露出しなければならず、これにより、前記第1パッド1113aが有する第1高さH1よりも小さい第2高さH2を有することができる。
また、前記第1モールディング層1131の第1-2部分は、前記第2高さH2よりも小さい第3高さH3を有することができる。このとき、前記第3高さH3を有する前記第1-2部分は、前記第2高さH2を有する前記第1-1部分よりも前記第1パッド1113aに隣接するように配置され得る。
一方、図17に示すように、前記第1モールディング層1131の第1-1部分と第1-2部分のそれぞれの上面S1、S2は、全領域で同じ高さを有することができる。例えば、前記第1モールディング層1131の第1-1部分の上面S1は、偏平でもよい。例えば、前記第1素子C1の第1-1部分の上面S1は、全領域で互いに同じ高さを有することができる。例えば、前記第1モールディング層1131の第1-2部分の上面S2は、偏平でもよい。例えば、前記第1素子C1の第1-2部分の上面S2は、全領域で互いに同じ高さを有することができる。
これとは異なり、図18に示すように、第1モールディング層1131の第1-1部分と、第1-2部分のそれぞれの上面S1,S2は、外側から内側に行くほど高さが変化することがある。
一方、前記第2高さH2は、前記第1高さH195%以下のレベルを有することができる。このとき、前記第1モールディング層1131の 第1-1部分の第1上面S1と第1-2部分の第2上面S2は、位置ごとに互いに異なる高さを有することができる。これにより、前記第2高さH2は、前記第1上面S1の平均高さを意味することができる。また、これとは異なり、前記第2高さH2は、前記第1上面S1の位置ごとの高さのうち最も大きい高さ値を意味することができる。
前記第1-1部分の上面S1は、外側から内側に行くほど低くなることがある。例えば、前記第1-1部分の上面S1は、前記内壁に最も隣接した部分で最大の高さを有することができる。例えば、前記第1-1部分の上面S1は、前記第1-2部分の上面S2と隣接した部分で最小の高さを有することができる。
また、前記第1-2部分の上面S2は、前記第1-1部分の上面S1よりも小さい高さを有しながら、前記第1パッド1113aの間に位置することができる。
このとき、前記第1-2部分の上面S2は、前記第1-1部分の上面S1よりも小さい高さを有することができる。さらに、前記第1-2部分の上面S2は、位置によって互いに異なる高さを有することができる。即ち、前記第1-2部分の上面S2が有する第3高さH3は、位置によって互いに異なる値を有することができる。
好ましくは、前記第1-2部分の上面S2高さは、外側から内側に行くほど低くなることがある。例えば、前記第1-2部分の上面S2は、前記第1パッド1113aの内側に隣接した部分(または、前記第1-1部分の上面と隣接した部分)で最大の高さを有することができる。そして、前記第1-2部分の上面S2は、中央部分で最小の高さを有することができる。即ち、前記第1-2部分の上面S2断面は、外側から内側に行くほど高さが徐々に低くなるV字形状を有することができる。また、前記第1-1部分の上面S1断面も、外側から内側に行くほど高さが低くなるV字形状を有することができる。これにより、実施例では、第2素子C2実装時に、前記第1パッド1113aの表面が露出しないので、前記第2素子C2の連結不良を解決することができ、これによる前記第1パッド1113aと前記第2素子C2との間の電気的連結信頼性を向上させることができる。
図19~図29は、図16に示す回路基板の製造方法を工程順に示す図である。
図19を参照すると、実施例では、優先して内層基板を製造する工程を行うことができる。
内層基板を製造するために、実施例では第1絶縁層1101を準備する。そして、実施例では、前記第1絶縁層1101上面に第1回路パターン1111を形成し、前記第1絶縁層1101の下面に第2回路パターン1112を形成する工程を行うことができる。また、実施例では、第1絶縁層1101内に前記第1回路パターン1111と前記第2回路パターン1112とを連結する第1ビア1121を形成する工程を行うことができる。
次に、図20を参照すると、実施例では、前記第1絶縁層1101下部にキャリアボードCBを形成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絶縁層1101内にキャビティ1101aを形成する工程を行うことができる。
次に、図21を参照すると、実施例では、前記第1絶縁層1101に形成されたキャビティ1101a内に第1素子C1を埋め込む工程を行うことができる。前記第1素子C1は、第1絶縁層1101内に埋め込まれて、少なくとも一部が前記第1絶縁層1101の下面の下に露出し得る。例えば、前記第1素子C1は、第1端子T1を含む。このとき、前記第1素子C1の第1端子T1は、前記第1絶縁層1101の下面の下に突出して配置され得る。例えば、前記第1素子C1の第1端子T1は、前記キャリアボードCB内に配置され得る。例えば、前記第1素子C1の第1端子T1上面は、前記第2回路パターン1112の上面と同一平面上に位置することができる。
次に、図22を参照すると、実施例では、前記第1絶縁層1101の上面に前記第2絶縁層1102を形成する工程を行うことができる。前記第1素子C1の上面は、前記形成された第2絶縁層1102によって覆われてもよい。
次に、図23を参照すると、実施例では、前記第1絶縁層1101の下面に配置されたキャリアボードCBを除去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1101の下面の下に突出した第2回路パターン1112および第1素子C1の第1端子T1を露出するように、前記キャリアボードCBを除去する工程を行うことができる。
次に、図24を参照すると、実施例では、前記第2絶縁層1102の上面に第3回路パターン1113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絶縁層1102内に前記第1回路パターン1111と前記第3回路パターン1113とを連結する第2ビア1122を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第2絶縁層1102の上面に形成された第3回路パターン1113は、第2素子C2の実装のための第1パッド1113aを含むことができる。
また、実施例では、前記第3絶縁層1103の下面に第4回路パターン1114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1103内に前記第2回路パターン1112と前記第4回路パターン1114とを連結する第3ビア1123を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第3ビア1123は、前記第1絶縁層1101内に埋め込まれた第1素子C1の第1端子T1と直接連結されるビアを含むことができる。また、前記第4回路パターン1114は、第3素子C3の実装のための第2パッド(図示せず)を含むことができる。
次に、図25を参照すると、実施例では、前記第2絶縁層1102上にモールドチェイスMC(mold chase)を配置する工程を行うことができる。前記モールドチェイス MC(mold chase)は、前記第2絶縁層1102の上面に配置された第3回路パターン1113のうち第2素子C2と連結される第1パッド1113a上に配置される突起部(図示せず)を含むことができる。即ち、前記モールドチェイスMC(mold chase)の突起部は、前記第3回路パターン1113の第1パッド1113a上に配置され得る。
次に、図26を参照すると、実施例では、前記第2絶縁層1102の上部領域のうち前記モールドチェイスMC(mold chase)の突起部を除いた残りの領域を充填しながら第1モールディング層1131を形成する工程を行うことができる。
前記第1モールディング層1131は、前記モールドチェイスMC(mold chase)の突起部に対応するオープン領域1132を有することができる。前記オープン領域1132における前記第1モールディング層1131は、前記突起部の第2絶縁層1102の上面間の空間の一部を埋めて形成され得る。
次に、図27を参照すると、実施例では、前記第1モールディング層1131のオープン領域1132を介して露出した第1パッド1113a上に第1接続部1141を配置する。そして、実施例では、前記第1接続部1141を用いて前記第1パッド1113aに第2素子C2を実装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1103の下面に配置された第4回路パターン1114のうち第2パッドの下に第2接続部1142を配置し、前記第2接続部1142を用いて第3素子C3を実装する工程を行うことができる。
具体的には、前記第1モールディング層1131のオープン領域1132は、前記第2絶縁層1102の上部領域のうち第2素子C2が配置される領域をオープンすることができる。このとき、前記第1モールディング層1131のオープン領域1132は、前記第2絶縁層1102の上面を覆いながら前記第1パッド1113aを露出して形成され得る。
これにより、前記オープン領域1132においても、前記第2絶縁層1102の上面を覆われることがある。即ち、一般的なキャビティは、前記第2絶縁層の上面も露出して素子の実装領域を確保した。これとは異なり、実施例では、前記オープン領域1132が前記第2絶縁層1102の上面を覆いながら前記第1パッド1113aを選択的に露出するようにして、これによる信頼性を向上させることができる。
次に、図28および図29を参照すると、実施例では、前記第4回路パターン1114の下面の下に第2連結部を構成する第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160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1103の下に、前記第1ポストバンプ1150の下面と前記第2ポストバンプ1160の下面を露出しながら、前記第3素子C3を覆う第2モールディング層1133を形成する工程を行うことができる。
図30は、実施例に係るパッケージ基板を示す図である。
図30を参照すると、実施例におけるパッケージ基板は、図16に示す回路基板の第1ポストバンプ1150および第2ポストバンプ1160の下に第3接続部1220が配置され得る。
また、前記第3接続部1220を介して前記回路基板の下には、メインボード1200が付着され得る。このとき、メインボード1200の上面には、前記第1ポストバンプ1150と直接連結されるパッドと、前記第2ポストバンプ1160と直接連結されるパッドと、をそれぞれ含むことができる。
前記第2ポストバンプ1160は、前記回路基板の第1絶縁層1101内に埋め込まれた第1素子C1と垂直方向に重なって配置される。即ち、第2ポストバンプ1160は、第3ビア1123と第4回路パターン1114を介して前記第1素子C1と直接連結され得る。ここで、直接連結とは、前記第1素子C1の端子T1と連結された信号ラインが水平方向に提供されず、垂直方向に前記第3ビア1123および第4回路パターン1114を介して前記第2ポストバンプ1160に直接連結されることを意味することができる。
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。
また、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ろう。
Claims (10)
- 絶縁層と、
前記絶縁層の上面に配置され、第1外側回路パターンと、
前記絶縁層の下面に配置される第2外側回路パターンと、
前記第1外側回路パターンの第1-1回路パターンの上面に配置される第1連結部と、
前記第1連結部上に配置される第1接続部と、
前記第1接続部を介して前記第1連結部上に配置される第1素子と、
前記第2外側回路パターンの第2-1回路パターンの下面に配置される第2接続部と、
前記第2接続部を介して前記第2-1回路パターンに付着される第2素子と、
前記第2外側回路パターンの第2-2回路パターンの下面に配置される第2連結部と、を含み、
前記第1連結部は、第1幅および第1間隔を有して配置され、
前記第2連結部は、前記第1幅よりも大きい第2幅および前記第1間隔よりも大きい第2間隔を有して配置される、パッケージ基板。 - 前記絶縁層の上面に配置され、前記第1連結部を露出する第1開口部を含む第1ソルダーレジストと、
前記絶縁層の下面に配置され、前記第2接続部および前記第2連結部を露出する第2ソルダーレジストと、を含み、
前記第1回路パターンは、前記第1ソルダーレジストによって覆われる第1-2回路パターンを含む、請求項1に記載のパッケージ基板。 - 前記第1-1回路パターンと前記第1連結部との間に配置されるシード金属層を含み、
前記シード金属層は、
前記第1-1回路パターンと前記第1連結部との間に配置される第1部分と、
前記第1-2回路パターンと前記第1ソルダーレジストとの間に配置される第2部分と、を含む、請求項2に記載のパッケージ基板。 - 前記シード金属層は、
前記第1-1回路パターン、前記第1-2回路パターン、および前記第1連結部のシード層である、請求項3に記載のパッケージ基板。 - 前記絶縁層の上に配置され、前記第1素子をモールディングする第1モールディング層と、
前記絶縁層の下に配置され、前記第2素子をモールディングし、前記第2連結部の下面を露出する開口部を含む第2モールディング層と、を含む、請求項1に記載のパッケージ基板。 - 前記絶縁層内に埋め込まれた第3素子を含み、
前記第2-2回路パターンは、
前記第3素子と厚さ方向に重なる第1パターン部と、
前記第1パターン部以外の第2パターン部と、を含み、
前記第2連結部は、
前記第1パターン部の下に配置される第1ポストバンプと、
前記第2パターン部の下に配置され、前記第1ポストバンプとは異なる幅を有する第2ポストバンプと、を含む、請求項1に記載のパッケージ基板。 - 前記第1外側回路パターンの上面は、
前記絶縁層の上面と同一平面上に位置するか、前記絶縁層の上面よりも低く位置し、
前記第1外側回路パターンの側面は、
前記絶縁層で覆われる、請求項1に記載のパッケージ基板。 - 前記第1モールディング層は、オープン領域を含み、
前記オープン領域は、前記第1素子を露出する、請求項5に記載のパッケージ基板。 - 前記第1外側回路パターンは、前記絶縁層の上面の上に突出して、前記第1モールディング層の前記オープン領域を介して露出し、
前記第1モールディング層の前記第1オープン領域の底面は、
前記第1外側回路パターンの下面よりも高く位置する、請求項8に記載のパッケージ基板。 - 前記第1モールディング層の前記第1オープン領域は、
前記第1外側回路パターンに隣接した第1部分と、
前記第1部分以外の第2部分と、を含み、
前記第1部分の高さは、前記第2部分の高さとは異なる、請求項9に記載のパッケージ基板。
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