KR100197000B1 - 반도체 칩 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 형성된 전자 회로를 외부회로와 연결할 본딩패드가 표면에 형성된 하나 이상이 하나의 단위로 절삭된 반도체 칩과, 반도체 칩의 본딩 패드와 연결될 패드가 형성된 절연체기판과, 반도체 칩의 본딩패드과 절연체기판의 패드를 서로 전기적으로 연결시키는 칩접착수단과, 반도체 칩을 덮는 절연체로 된 보호카바를 포함하여 이루어지는 반도체 칩 모듈에 관한 것이다.

Description

반도체 칩 모듈

제1도는 종래의 반도체 칩 모듈을 설명하기 위한 도면이고,

제2도는 본 발명의 반도체 칩 모듈을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20, 60 : 절연체기판 12 : 패키지

21, 31, 41, 51 : 패드 22, 32, 42, 52 : 볼

23, 33, 43, 53 : 반도체 칩 14, 24, 34, 44, 54 : 본딩패드

25 : 방열판 18, 38, 48, 68 : 슬롯단자

26, 36, 46 : 보호카바 37, 47, 47' : 홈

55 : 적치대 56 : 진공홀

57 : 열선 69 : 오목홈

본 발명은 반도체 칩 모듈에 관한 것으로, 특히 반도체칩을 리드프레임 없이 직접 피씨비기판에 실장하는 데 있어서 그 부피를 최소화하는 데 적합하도록 한 반도체 칩 모듈에 관한 것이다.

제1도는 종래의 반도체 칩 모듈을 보인 도면으로서, 제1도의 (a)는 반도체 칩 모듈의 평면도이고 제1도의 (b)는 종래의 반도체 칩 모듈의 측면도이고, 제1도의 (c)는 반도체 칩 모듈의 일부 단면도이다.

제1도의 (a)(b)(c)와 같이, 종래의 이 모듈은 절연체기판(10)에 반도체 패키지들(12)이 장착되는데, 커넥터(도시 안함)의 슬롯에 꽂혀서 서로 전기적으로 연결하기 위한 슬롯단자들(18)이 기판의 일측에 형성되고, IC들의 리드들이 기판 상에 형성된 배선에 의하여 이들 슬롯단자(18)들과 전기적으로 연결된다.

절연체기판(10)에 형성된 피드(16)에 솔드 패스트를 도포 하거나 인쇄하여 솔더범퍼(17)를 형성시키고 그 위에 패키지(12)를 정위치시킨 후, 리플로우 공정으로 솔드범퍼를 용융시켜서 패키지의 리드(13)와 기판의 패드(16)를 연결한다.

그러나, 이러한 종래의 반도체소자를 기판에 부착하여 회로부품을 제작하는 것은 패키지화된 반도체 제품들을 프린트회로기판에 부착해야 함으로 공정이 까다롭고 제품 실장 비용이 상승된다.

또한, 패키지화된 반도체 단품을 사용하므로 메모리 모듈제품이나 메모리카드의 부피 및 무게가 커져서 소형화되어 가는 전자제품에서 사용하는데 불리하다.

그리고 종래의 반도체 칩 모듈은 기판의 일측에 형성된 슬롯단자들의 부피가 크기 때문에 일정면적 내에 적재되는 반도체 칩 모듈에는 한계가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반도체 칩 모듈의 부피를 최소화하여 기판에 적재하여 장착하기 위한 적재면적을 줄이고, 또한 하나 이상의 반도체 칩을 하나의 단위로 묶어 피씨비기판에 실장가능한 반도체칩 모듈을 그 목적으로 한다.

본 발명은 내부에 형성된 전자 회로를 외부회로와 연결할 본딩패드가 표면에 형성된 하나 이상이 하나의 단위로 절삭된 반도체 칩과, 반도체 칩의 본딩 패드와 연결될 패드가 형성된 절연체기판과, 반도체 칩의 본딩패드와 절연체기판의 패드를 서로 전기적으로 연결시키는 칩접착수단과, 반도체 칩을 덮는 절연체로 된 보호카바를 포함하여 이루어지는 반도체 칩 모듈에 관한 것으로, 웨이퍼 절삭공정에서 반도체 칩이 낱개와 칩으로 절삭되지 않고, 하나 이상의 칩을 하나의 단위로 하여 절연체기판에 실장할 수 있다.

또한, 베어칩을 직접 절연체기판에 실장함으로써 각각의 반도체 칩을 패키지하는 공정이 불필요하게 되었으며, 그 부피와 무게 또한 대폭적으로 축소된다.

제2도와 제3도와 제4도와 제6도는 본 고안의 반도체 칩 모듈의 실시예를 도시한 도면으로, 제2도는 하나 이상의 단위로 절삭된 반도체 칩의 본딩패드가 절연체기판의 패도에 연결되는 본 고안의 반도체 칩 모듈의 단면도이다.

그리고 제3도와 제4도는 하나 이상의 단위로 절삭된 반도체칩의 본딩패드가 절연체기판 내의 상부에, 그리고 상부, 하부에 각각 실장되는 본 고안의 반도체 칩 모듈의 단면도이고, 제6도는 본 고안의 또 다른 일실시예인 반도체칩 모듈의 단면도이다.

그리고 제5도는 반도체 칩을 절연체기판에 접착시키는 칩접착수단인 볼이 안전하게 부착되도록 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 칩 모듈을 설명하겠다.

본 고안의 반도체 칩 모듈은 제2도와 같이, 내부에 형성된 전자 회로를 외부회로와 연결할 본딩패드(24)가 표면에 형성된 하나 이상의 단위로 절삭된 반도체 칩(23)과, 반도체 칩(23)의 본딩패드(24)와 연결될 패드(21)가 형성된 절연체기판(20)과, 반도체 칩(23)의 본딩패드(24)와 절연체기판(20)의 피드(21)를 전기적으로 서로 연결시키는 칩부착수단과, 반도체 칩을 덮는 절연체로 된 보호카바(26)를 포함하여 이루어진다.

그리고 절연체기판의 패드는 오목홈으로 형성된다.

이때, 반도체 칩을 절연체기판에 부착시키기 위하여 즉, 절연체기판의 형성된 패드에 형성된 칩접착수단인 볼(52)을 안전하게 하기 위한 수단으로 볼부착부를 사용하는데, 볼부착부는 열 또는 레이저를 이용한다.

즉, 볼부착부는 제5도와 같이, 중앙에 진공홀(56)이 형성되어, 상면에 반도체 칩(50)이 적치되는 적치대(55)와, 진공홀(56)에 연결되는 진공펌프와, 적치대(55)내에 형성되는 열선(57)과, 열선(57)에 열을 공급하기 위한 열원을 포함하여 이루어진다.

반도체 칩의 본딩패드와 절연체기판의 패드 사이의 볼을 부착하기 위한 볼부착부의 동작을 알아보면 우선, 절삭공정을 거쳐 절삭된 반도체칩(53)은 픽업장치에 의해 픽업되어 적치대(55)에 올려진다.

이때, 반도체 칩의 저면(본딩패드가 형성된 칩의 반대편)이 적치대에 접촉되면서 안착되어 적치된다.

즉, 적치대(55) 상면에 반도체 칩(53) 저면이 접촉되고, 이때 진공펌프의 온동작으로 적치대 중앙에 형성된 진공홀(56)을 통하여 진공으로 반도체 칩을 적치대에 고정시키고, 비전시스템에 의해 반도체 칩 위치를 인식한 후, 반도체칩이 고정된 적치대를 뒤집어 볼(52)이 얹혀진 절연체기판(50)위의 정확한 위치에 놓이게 한다.

이때, 진공펌프에 의해 진공홀(56)로부터 진공이 가해지기 때문에 칩은 안정적으로 고정된다.

그리고 열원으로부터 열을 공급받은 열선(57)으로 인하여 적치대(55)가 가열됨에 따라 반도체 칩의 본딩패드(54)와 볼(52)과 절연체기판의 패드(51)가 서로 접착된다.

또한, 제2도와 같이, 반도체 칩과 보호카바 사이에 방열판(25)을 부착함으로써, 반도체 칩에서 발생되는 열방출을 용이하도록 하고, 보호카버(26)로는 에폭시 몰딩 컴파운드가 사용된다.

본 고안의 반도체 칩 모듈의 다른 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

본 고안의 반도체 칩 모듈은 제3도와 제4도와 같이, 내부에 형성된 전자회로를 외부회로와 연결할 본딩패드(34)(44)가 표면에 형성된 하나 이상의 단위로 절삭된 반도체 칩(33)(43)과, 표면에 홈제 (37)(47)(47`)이 형성되고, 홈의 저면에는 반도체 칩의 본딩패드(34)(44)와 연결된 패드(31)(41)가 형성된 절연체기판(30)(40)과, 반도체 칩(33)(43)의 본딩패드(34)(44)와 절연체기판(30)(40)의 패드(31)(41)를 전기적으로 서로 연결시키는 칩부착수단(34)(44)과, 반도체 칩을 덮는 절연체로 된 보호카바(36)(46)를 포함하여 이루어져서, 반도체칩(33)(44)이 절연체기판(30)(40)내에 실장되며, 이때 절연체기판에 형성된 홈(37)(47)(47`)은 제3도 또는 제4도와 같이, 절연체기판 상면에 또는 상,하면에 각각 하나씩 형성되며, 이렇게 형성된 상부 또는 하부에 각각 반도체 칩이 실장된 반도체 칩 모듈들은 구멍을 뚫어 핀으로 서로 연결시켜 겹쳐서 사용된다.

이때, 반도체 칩이 실장된 절연체기판에 형성되는 홈은 각가의 슬롯과의 접속단자(38)(48)에 형성한다.

여기에서 절연체기판은 1∼2㎜의 두께이고, 기판 상, 하부면에 형성된느 홈은 반도체 칩의 두께인 250㎛보다 크거나 같게 형성된다.

따라서, 본 고안의 반도체 칩 모듈 실시예에서는 둘 이상의 모듈을 겹쳐서 사용할 시, 반도체 칩이 절연체기판 내에 실장되어 있기 때문에 그 부피가 대폭적으로 감소된다.

본 고안의 반도체 칩 모듈의 또 다른 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

본 고안은 내부에 형성된 전자 회로를 외부회로와 연결할 본딩패드가 표면에 형성된 둘이상의 단위로 절삭된 반도체 칩과, 반도체 칩의 본딩패드와 연결될 패드가 형성되고, 커넥터 슬롯단자와 연결될 다수의 탭단자를 가진 절연체기판을 포함하여 이루어지는 반도체 칩 모듈에 있어서, 제6도와 같이, 슬롯단자(68)가 형성된 위치의 반대편의 절연체기판(60) 저면에 오목홈(69)이 형성된다.

즉, 모듈의 한면에는 볼록한 슬롯이, 또 다른 하면에는 오목한 홈이 형성되어, 둘 이상의 모듈을 겹쳐 사용시, 다 수의 모듈이 각각의 오목홈에 슬롯이 삽입됨으로써 또한 그 부피가 감소된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 종래에는 리드프레임을 사용하여 절연체기판 위에 얹어 반도체 칩 모듈을 만들어 왔으나, 본 고안에서는 베어칩을 직접 절연체기판에 실장함으로써 각각의 반도체 칩을 패키지하는 공정이 불필요하게 되었으며, 그 부피와 무게 또한 대폭적으로 축소된다.

Claims (10)

1. 반도체 칩 모듈에 있어서, 내부에 형성된 전자 회로를 외부회로와 연결할 본딩패드가 표면에 형성된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 본딩패드와 연결될 본딩패드가 형성된 절연체기판과,상기 반도체 칩의 본딩패드와 상기 절연체기판의 패드를 서로 전기적으로 연결시키는 칩접착수단과, 상기 반도체 칩을 덮는 절연체로 된 보호카바를 포함하여 이루어지는 반도체 칩 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 칩접착수단으로는 상기 절연체기판에 형성된 패드와 상기 반도체 칩의 본딩패드 사이에 전도체인 볼을 삽입시키는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 모듈.
3. 제1항에 있어서, 상기 반도체 칩과 상기 보호카바 사이에 방열판이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 모듈.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 보호카바는 에폭시 몰딩 컴파운드로 된 것이 특징인 반도체 칩 모듈.
5. 내부에 형성된 전자 회로를 외부회로와 연결할 본딩패드가 표면에 형성된 둘 이상이 하나의 단위로 절삭된 반도체 칩과, 표면에 홈이 형성되고, 상기 홈의 저면에는 상기 반도체 칩의 본딩패드와 연결될 패드가 형성된 절연체기판과, 상기 반도체 칩의 본딩패드와 상기 절연체기판의 패드를 서로 전기적으로 연결시키는 칩접착수단과, 상기 반도체 칩을 덮는 절연체로 된 보호카바를 포함하여 이루어져서, 상기 반도체 칩이 상기 절연체기판 내에 실장되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 모듈.
6. 제5항에 있어서, 상기 절연체기판에 형성된 홈은 상면에 또는 상, 하면에 각각 하나씩 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 모듈.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 반도체 칩이 실장된 절연체기판들은 구멍을 뚫어 핀으로 서로 연결시켜 겹쳐서 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 모듈.
8. 제7항에 있어서, 상기 절연체기판에 형성된 구멍은 슬롯과의 접속단자에 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 모듈.
9. 내부에 형성된 전자 회로를 외부회로와 연결할 본딩패드가 표면에 형성된 둘이상이 하나의 단위로 절삭된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 본딩패드와 연결될 패드가 형성되고, 커넥터 슬롯의 접촉단자와 연결될 다수의 슬롯단자를 가진 절연체기판을 포함하여 이루어지는 반도체 칩 모듈에 있어서, 상기 슬롯단자가 형성된 위치의 반대편인 상기 절연체기판 저면에 오목홈이 형성되는 반도체 칩 모듈.
10. 제1항 또는 제5항 또는 제9항에 있어서, 상기 절연체기판의 패드는 오목홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 모듈.