KR100251889B1 - 반도체 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 반도체 패키지에서 발생하는 열의 대부분이 방출되는 경로인 칩 상부에 열전도성이 뛰어난 방열부재를 부착하여 패키지내의 열을 효과적으로 방출할 수 있도록 함으로써, 반도체 패키지의 성능 향상을 도모할 수 있게 한 것이다.

[색인어]

반도체 패키지, 방열판

Description

반도체 패키지

본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 특히 구조 개선을 통해 방열효과를 한층 높인 볼 그리드 어레이 타입의 반도체 패키지에 관한 것이다.

일반적으로 보다 많은 수의 입출력 단자를 확보할 수 있는 볼 그리드 어레이 타입(Ball grid array type)의 패키지는 리드 피치의 한계를 극복할 수 있는 장점 때문에 오늘날 많이 사용되고 있는 추세이며, 이러한 볼 그리드 어레이 패키지는 첨부한 도 2에 도시한 바와 같이, 저면에 구리재질의 방열판(10)이 부착되어 있는 인쇄회로기판(11)과, 와이어(12)에 의하여 인쇄회로기판(11)의 회로패턴(도시되지 않음)과 연결되어 있는 반도체 칩(13)과, 반도체 칩(13) 및 와이어(12)를 보호하기 위해 덮어주는 몰딩 컴파운드 수지로 몰딩된 인캡슐레이션(14)과, 칩의 신호를 입출력하도록 미세한 볼로 이루어진다수의 인출단자(15)로 구성되어 있다.

그러나, 상기 볼 그리드 어레이 패키지 뿐만아니라 기존 대부분의 패키지들은 반도체 칩(13)에서 발생하는 상당량의 열 때문에 성능저하 등 많음 문제점을 갖게 되는데, 특히 볼 그리드 어레이 패키지는 발생열의 약 80% 정도가 방출되는 칩 윗면이 메인 기판(16)쪽을 향한 상태로 장착되어 다른 패키지들 보다 더 많은 열적 부하를 받게 되므로 이에 대한 개선의 필요성이 더욱 절실히 요구되어 왔다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 반도체 패키지에서 발생하는 열의 대부분이 방출되는 경로인 칩 상부에 열전도성이 뛰어난 방열부재를 부착하여 패키지내의 열을 효과적으로 방출할 수 있도록 함으로써, 반도체 패키지의 성능 향상을 도모할 수 있게 하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.

제1a도, 제1b도는 본 발명에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도,

제2도는 종래의 반도체 패키지를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,17 : 방열판

11 : 인쇄회로기판(인쇄회로기판:Printed circuit board)

12 : 와이어 13 : 반도체 칩

14 : 인캡슐레이션(Encapsulation) 15 : 솔더 볼(Solder ball)

16 : 메인기관

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 칩탑재영역을 갖는 방열판(10)이 저면에 부착된 인쇄회로기판(11)와, 와이어(12)에 의하여 상기 인쇄회로기판(11)와 연결되는 반도체 칩(13)과, 반도체 칩(13) 및 와이어(12)을 덮어주는 인캡슐레이션(14) 및 다수의 인출단자(15)를 포함하는 반도체 패키지에 있어서, 상기 반도체 칩(13)의 상부에 소정의 면적을 갖는 또 다른 방열판(17)을 부착한 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 방열판(17)은 한쪽 면이 외부로 노출되는 동시에 다른 한쪽면과 테두리 전체가 인캡슐레이션(14)에 의해 일체 밀폐된 구조로 부착된 것을 특징으로 한다.

또한,상기 방열판(17)은 적어도 칩 면적의 약 2/3 정도를 덮을 수 있는 크기로 성형되고, 니켈, 팔라디움(Pd:Paladium) 또는 폴리이미드(Polyimde)로 표면처리된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1a,1b는 본 발명에 따른 반도체 패키지 즉, 볼 그리드 어레이 반도체 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 볼 그리드 어레이 반도체 패키지는 반도체 칩(13)을 얹기 위한 칩탑재판의 역할 및 칩의 열 방출 효과를 높여줄 수 있도록 한 방열판(10)과, 이 방열판(10)의 상면에 부착되는 인쇄회로기판(11)과, 와이어(12)을 매개로 하여 인쇄회로기판(11) 상의 회로패턴과 연결되는 반도체 칩(13)과, 와이어(12)과 반도체 칩을 보호하기 위해 그 상부에 씌워지는 인캡슐레이션(14)과, 인쇄회로기판(11)의 회로패턴과 연결되면서 칩에 대한 출력단 역할을 하는 다수의 인출단자(15)로 이루어진 반도체 패키지에서, 상기 반도체 칩(13)의 윗면 중심부에 접착수단 예를들면, 비전도성 접착테이프나 비전도성 에폭시등을 도포하고, 그위에 소정의 면적을 갖는 박형의 방열판(17)을 부착한 구조로 이루어져 있다.

상기 방열판(17)은 사각형 또는 원형 등 그 형상에 제한을 받지 않으며, 적어도 칩 면적의 약 2/3 이상을 덮을 수 있는 크기를 갖는다.

이때의 방열판(17)의 크기는 와이어 본딩을 필요로 하는 최소한의 면적을 제외한 전체 면적을 덮을 수 있는 크기가 바람직하다.

즉, 와이어 본딩영역을 침범하지 않는 범위내에서 방열판을 가능한 크게 할수록 방열효과를 높일 수 있다.

또한, 접착수단을 통해 반도체 칩(13)의 윗면에 부착되어 있는 방열판(17)은 와이어(12)과 반도체 칩(13)의 상부가 인캡슐레이션(14)될 때, 함께 덮혀져서 일체형으로 고정될 수 있게 된다.

이때, 방열판(17)의 밑면을 포함하는 테두리 부위만 인캡슐레이션(14)으로 덮혀지게 하고, 윗면은 외부로 노출되게 하면, 윗면까지 완전히 덮혀지게 하는 경우에 비해 한층 향상된 방열효과를 얻을 수 있다.

특히, 상기 방열판(17)은 외부로 노출되는 표면을 니켈 도금하거나 팔리디움(Paladium)처리, 폴리이미드 필름(Polyimde film) 처리 등을 하여, 상기 방열판(17)에 부식이 발생하는 것을 막을 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또한, 메인 기관(16)상에 패키지를 장착할때, 대부분의 패키지들이 칩을 윗쪽으로 하여 장착되는 것과는 달리 본 발명의 볼 그리드 어레이 패키지는 첨부한 도 1에서 볼 수 있듯이 칩을 아랫쪽으로 하여 즉, 패키지 전체를 뒤집어 솔더볼이라 불리는 인출단자(15)가 아랫쪽을 향하게 하여 메인 기판(16)상에 장착된다.

한편, 메인 기판(16)상에 장착된 패키지는 사용시 칩에서 발생하는 열을 윗쪽으로 약 20% 정도 방출하고, 아랫쪽으로 약 80% 정도 방출하게 되는데, 발생열의 대부분이 방출되는 아랫쪽에 방열판(17)이 갖추어져 있는 본 발명의 볼 그리드 어레이 패키지에서는 방열판(17)이 발휘하는 열전도 특성에 의해 신속한 열방출 작용이 이루어지게 되고, 이에따라 칩을 포함하는 패키지 전체가 받는 열적 부하를 줄일 수 있게 되므로 열을 제대로 방출하지 못해 발생하는 패키지의 성능저하를 막을 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 볼 그리드 어레이 타입의 반도체 패키지의 칩 윗쪽에 방열부재를 부착하여 칩에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있게 함으로써, 볼 그리드 어레이 타입의 반도체 패키지의 성능 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 칩탑재영역을 갖는 방열판(10)이 저면에 부착되면서 그 중앙내부는 개방되어 있는 인쇄회로기판(11)과, 상기 인쇄회로기판(11)의 중앙내부 개방부에 실장되어 와이어(12)에 의하여 상기 인쇄회로기판(11)의 회로패턴과 연결되는 반도체 칩(13)과, 상기 반도체 칩(13) 및 와이어(12)등을 덮어주는 인캡슐레이션(14) 및 다수의 인출단자(15)를 포함하는 반도체 패키지에 있어서,

   상기 반도체 칩(13)의 상부에 소정의 면적을 갖는 또 다른 방열판(17)을 부착하여 일면이 노출되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방열판(17)은 한쪽 면이 외부로 돌출되는 동시에 다른 한쪽면과 테두리 전체가 인캡슐레이션(14)에 의해 일체 밀폐된 구조로 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.

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