KR100459820B1 - Chip scale package and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 칩 스케일 패키지(CSP) 및 그 제조방법은, 중앙부에는 관통 홀이 형성되고, 그 주변의 기판 하부면이 소정 두께 리세스된 구조를 갖는 금속 기판을 이용하여 CSP를 제조하도록 이루어져, 첫째, 본딩 패드와 금속 배선이 기판의 리세스된 면에서 금속 와이어에 의해 전기적으로 연결되므로, 용이한 와이어 본딩 작업이 가능하게 되고 둘째, 성형수지가 금속 기판의 리세스된 부분을 포함한 관통 홀 내부에만 채워지도록 봉지되므로, 패키지의 박형화·소형화로 인해 솔더 볼의 피치 및 사이즈가 점차 미세화될 경우에도 포팅 공정 진행의 어려움을 해소할 수 있게 되며 셋째, 제품 조립후 열팽창 계수 차이로 인해 야기되던 CSP의 휨 현상을 방지할 수 있게 되므로, 솔더 볼의 코플레이너리티(coplanarity)를 확보할 수 있게 되고 넷째, 반도체 칩과 솔더 볼 사이에 금속 기판이 놓여지므로, CSP의 열방출 능력을 향상시킬 수 있게 된다.Chip scale package (CSP) according to the present invention and a method for manufacturing the same, the through-hole is formed in the center portion, and the CSP is manufactured by using a metal substrate having a structure in which the bottom surface of the substrate around the predetermined thickness is recessed, First, the bonding pads and the metal wiring are electrically connected by the metal wires on the recessed side of the substrate, thereby facilitating easy wire bonding, and second, the molding resin inside the through hole including the recessed portion of the metal substrate. It is encapsulated so as to be filled only at the bottom, so that even if the pitch and size of solder balls are gradually miniaturized due to the thinning and miniaturization of the package, it is possible to solve the difficulty of the potting process. Since warpage can be prevented, coplanarity of solder balls can be secured. Fourth, semiconductor chips and brushes Since the metal substrate is placed between the balls, it is possible to improve the heat dissipation capability of the CSP.

Description

칩 스케일 패키지 및 그 제조방법Chip scale package and its manufacturing method

본 발명은 칩 스케일 패키지(chip scale package:이하, CSP라 한다) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패키지의 열 방출 특성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 와이어 본딩 및 포팅 공정을 용이하게 실시할 수 있도록 한 CSP 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chip scale package (hereinafter referred to as a CSP) and a method of manufacturing the same, and more particularly, not only can improve heat dissipation characteristics of the package, but also easily perform a wire bonding and potting process. It relates to a CSP and a method of manufacturing the same.

전자기기의 박형화·소형화 추세에 따라 반도체 소자를 탑재하는 패키징(packaging) 기술도 고속, 고기능, 고밀도 실장이 요구되고 있다. 도 1에는 이러한 요구에 의거하여 제조된 종래의 일반적인 CSP 구조를 도시한 단면도가 제시되어 있다.BACKGROUND With the trend of thinning and miniaturization of electronic devices, packaging technologies for mounting semiconductor devices are also required to have high speed, high functionality, and high density mounting. 1 is a cross-sectional view showing a conventional general CSP structure manufactured based on this requirement.

상기 단면도를 참조하면, 종래 일반적으로 이용되어 오던 CSP는 크게, 중앙부에는 관통 홀이 형성되고, 하부면에는 금속 배선(7)이 형성되어 있는 기판(5) 상에, 칩(1) 상면의 본딩 패드가 노출되도록 반도체 칩(1)이 부착되고, 상기 반도체 칩(1)의 각 본딩 패드와 기판(5) 하면의 금속 배선(7)은 금속 와이어(9)에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 금속 와이어(9)와 그 주변의 반도체 칩(1) 상면 및 기판(5) 하면의 소정 부분이 성형수지(15)에 의해 봉지되고, 상기 기판 (5) 하면의 금속 배선(7)에는 솔더 볼(11)이 부착되는 구조로 이루어져 있음을 알 수 있다.Referring to the cross-sectional view, bonding of the upper surface of the chip 1 onto the substrate 5 on which the CSP, which is generally used in the prior art, is large, the through hole is formed in the center portion, and the metal wiring 7 is formed on the lower surface thereof. The semiconductor chip 1 is attached to expose the pad, and each bonding pad of the semiconductor chip 1 and the metal wire 7 on the bottom surface of the substrate 5 are electrically connected by a metal wire 9. Predetermined portions of the wire 9, the upper surface of the semiconductor chip 1 and the lower surface of the substrate 5 around the wire 9 are sealed by the molding resin 15, and the metal wiring 7 on the lower surface of the substrate 5 has solder balls ( It can be seen that the structure is attached to 11).

따라서, 상기 CSP는 다음의 제 5 단계 공정을 거쳐 제조된다.Thus, the CSP is manufactured through the following fifth step process.

제 1 단계로서, 중앙부에는 관통 홀이 구비되고, 그 하면에는 랜드 패턴으로 사용되어질 금속 배선(7)이 형성된 구조의 기판(예컨대, PCB)(5)를 준비한다.As a first step, a substrate (for example, a PCB) 5 having a structure in which a through hole is provided in a central portion and a metal wiring 7 to be used as a land pattern is formed on a lower surface thereof.

제 2 단계로서, 상기 관통 홀을 통하여 반도체 칩(1) 상면의 본딩 패드가 노출되도록, 기판(5)의 상면(금속 배선이 형성되지 않은 표면)과 반도체 칩(1)의 상면을 절연성 접착제(non-conductive adhesive)(3)를 이용하여 접착한다.As a second step, the upper surface of the substrate 5 (the surface on which no metal wiring is formed) and the upper surface of the semiconductor chip 1 are separated from each other so that the bonding pad of the upper surface of the semiconductor chip 1 is exposed through the through hole. adhere using a non-conductive adhesive (3).

제 3 단계로서, 금속 와이어(9)를 이용하여 상기 반도체 칩(1) 상면의 본딩 패드와 상기 PCB(5) 하면(금속 배선이 형성된 표면)의 금속 배선(7)을 와이어 본딩한다.As a third step, the metal wire 9 is used to bond the bonding pads on the upper surface of the semiconductor chip 1 with the metal wirings 7 on the lower surface of the PCB 5 (the surface on which the metal wirings are formed).

제 4 단계로서, 본딩 패드와 금속 배선(7)이 와이어 본딩된 부분을 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 포팅(potting)법을 이용하여 금속 와이어(9)와 그 주변의 반도체 칩(1) 상면 및 기판(5) 하면의 소정 부분을 성형수지(15)로 봉지한다.As a fourth step, in order to protect the portion where the bonding pads and the metal wires 7 are wire-bonded from the external environment, the upper surface of the metal wire 9 and the semiconductor chip 1 around the metal wire 9 and the surroundings thereof by using a potting method; The predetermined portion of the lower surface of the substrate 5 is sealed with the molding resin 15.

제 5 단계로서, 상기 기판(5) 하면에 형성된 금속 배선(7)에 솔더 볼(11)을 부착하므로써, CSP 제조를 완료한다.As a fifth step, the CSP manufacture is completed by attaching the solder balls 11 to the metal wirings 7 formed on the lower surface of the substrate 5.

그러나, 이러한 일련의 제조 공정을 거쳐 CSP를 제조할 경우에는 패키징 공정 완료후 다음과 같은 여러 가지의 문제가 발생하게 된다.However, when manufacturing the CSP through such a series of manufacturing processes, various problems occur after the completion of the packaging process.

첫째, 패키지의 박형화·소형화로 인해 솔더 볼(11)의 피치(pitch) 및 사이즈가 점차 미세(fine)화되어질 경우, 포팅법을 이용하여 금속 와이어(9)와 그 주변의 반도체 칩(1) 상면 및 기판(5) 하면의 소정 부분을 성형수지(15)로 봉지하고자 할 때 필요한 댐(dam)(l3)을 설치할 공간을 확보할 수 없게 되므로 포팅 공정을 실시할 수 없게 되고 둘째, 솔더 볼(11)의 사이즈가 작아질 경우 포팅 물질인 성형수지(15)의 높이가 솔더 볼(11)의 높이에 비해 상대적으로 높아지는 현상이 발생하게 되며 셋째, 열팽창계수 차이로 인해 패키지의 휨(warpage) 현상이 발생될 경우, 금속 배선(7)에 부착된 솔더 볼(11) 간의 높낮이에 차이가 발생하게 되므로, 볼(11)의 코플레이너리티(coplanarity)를 확보하기 어렵게 되고 넷째, 반도체 칩(1)과 솔더 볼(11) 사이에 절연층인 접착제와 기판(5)이 놓여지므로, CSP의 열방출 능력이 저하되는 등의 문제가 발생하게 된다.First, when the pitch and size of the solder ball 11 are gradually fined due to the thinning and miniaturization of the package, the metal wire 9 and the surrounding semiconductor chip 1 by the potting method are used. In order to seal a predetermined portion of the upper surface and the lower surface of the substrate 5 with the molding resin 15, it becomes impossible to secure a space for installing a dam l3 necessary, so that the potting process cannot be performed. When the size of (11) decreases, a phenomenon in which the height of the molding resin 15, which is a potting material, becomes relatively higher than the height of the solder ball 11 occurs. Third, warpage of the package due to a difference in coefficient of thermal expansion. When the phenomenon occurs, a difference occurs in the height between the solder balls 11 attached to the metal wiring 7, so that it is difficult to secure coplanarity of the balls 11. 1) and the solder ball (11) between the adhesive layer and the substrate (5) Therefore, problems such as deterioration of the heat dissipation capability of the CSP occur.

이에 본 발명의 과제는, PCB 대신 관통 홀 주변의 기판 하면이 소정 두께 리세스된 구조를 갖는 금속 기판을 이용하여 패키지를 제조하므로써, CSP의 열 방출 특성 향상과 용이한 와이어 본딩 및 포팅 공정 진행이 가능하도록 한 CSP 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to manufacture a package using a metal substrate having a structure in which a lower surface of a substrate around a through hole is recessed instead of a PCB, thereby improving heat dissipation characteristics of the CSP and facilitating an easy wire bonding and potting process. The present invention provides a CSP and a method of manufacturing the same.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중앙부에 관통 홀이 형성된 금속 기판과, 상기 금속 기판의 하면에 형성되며, 표면에 금속 배선이 형성된 절연층과, 상기 관통 홀을 통해 본딩 패드가 노출되도록 상기 금속 기판의 상면에 부착되며, 중앙부에 본딩 패드가 형성된 반도체 칩과, 상기 본딩 패드와 상기 금속 배선을 전기적으로 연결하는 금속 와이어와, 상기 금속 와이어와 반도체 칩의 상면을 봉지한 성형수지 및, 상기 금속 배선에 부착된 솔더 볼로 이루어진 CSP가 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, the metal substrate having a through hole formed in the center portion, an insulating layer formed on the lower surface of the metal substrate, the metal wiring is formed on the surface, and the bonding pad is exposed through the through hole A semiconductor chip attached to an upper surface of a metal substrate and having a bonding pad formed at a central portion thereof, a metal wire electrically connecting the bonding pad and the metal wiring, a molded resin encapsulating the upper surface of the metal wire and the semiconductor chip, and A CSP consisting of solder balls attached to metal wiring is provided.

이때, 상기 CSP를 구성하는 금속 기판은 상기 관통 홀 주변의 기판 하면이 소정 두께 리세스된 구조를 가지도록 제작될 수도 있으며, 표면에 금속 배선이 형성된 절연층으로는 주로 탭 테이프가 사용된다.In this case, the metal substrate constituting the CSP may be manufactured such that the bottom surface of the substrate around the through hole has a predetermined thickness recessed structure, and a tab tape is mainly used as an insulating layer having a metal wiring formed on the surface thereof.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 금속 기판의 중앙부에 관통 홀을 형성하는 단계와, 상기 금속 기판의 하면에 절연층을 형성하는 단계와, 상기 절연층 상에 금속 배선을 형성하는 단계와, 상기 관통 홀을 통하여 본딩 패드가 노출되도록, 상기 금속 기판의 상면에 반도체 칩을 부착하는 단계와, 상기 본딩 패드와 금속 배선을 와이어 본딩하는 단계와, 상기 금속 와이어와 반도체 칩 상면을 성형수지로 봉지하는 단계 및, 상기 금속 배선에 솔더 볼을 부착하는 단계로 이루어진 CSP 제조방법이 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, forming a through hole in the center of the metal substrate, forming an insulating layer on the lower surface of the metal substrate, forming a metal wiring on the insulating layer, Attaching a semiconductor chip to an upper surface of the metal substrate to expose a bonding pad through the through hole, wire bonding the bonding pad and the metal wiring, and encapsulating the upper surface of the metal wire and the semiconductor chip with a molding resin. And a step of attaching a solder ball to the metal wiring is provided.

본 발명의 경우, 박형화·소형화된 CSP의 와이어 본딩 공정 및 포팅 공정을 용이하게 실시하기 위한 한 방법으로서, 금속 기판의 중앙부에 관통 홀을 형성하는 단계 이후, 상기 관통 홀 주변의 기판 하부면이 소정 두께 리세스되도록 기판을 가공하는 단계를 더 포함하는 방식으로 공정을 진행할 수도 있다.In the present invention, as a method for facilitating the wire bonding process and the potting process of the thinned and miniaturized CSP, after forming the through hole in the center of the metal substrate, the lower surface of the substrate around the through hole is predetermined. The process may proceed in a manner that further comprises processing the substrate to be recessed in thickness.

또한, 상기 금속 기판의 하면에 절연층을 형성하는 단계와, 상기 절연층 상에 금속 배선을 형성하는 단계 대신, 금속 기판의 하면에 금속 배선이 형성된 탭 테이프를 직접 접착해 주는 방식으로 공정을 진행할 수도 있다.In addition, instead of forming an insulating layer on the lower surface of the metal substrate and forming a metal wiring on the insulating layer, the process may be performed by directly attaching a tab tape having metal wiring formed on the lower surface of the metal substrate. It may be.

이때, 상기 금속 배선은 Cu나 Cu/수지/Cu의 CCL 구조로 형성되며, 절연층으로는 폴리이미드가 사용된다.At this time, the metal wiring is formed of a CCL structure of Cu or Cu / resin / Cu, and polyimide is used as the insulating layer.

상기 구조를 가지도록 CSP를 제조한 결과, 금속 기판의 사용으로 인해 CSP의 열 방출 특성을 향상시킬 수 있게 된다. 그리고, 관통 홀 주변의 금속 기판 하면에 형성된 리세스되어진 부분으로 인해 본딩 패드와 금속 배선이 와이어 본딩되는 높이를 낮출 수 있게 되므로, CSP의 박형화·소형화가 진행되어 솔더 볼의 피치 및 사이즈가 점차 미세화될 경우에도 와이어 본딩 및 포팅 공정을 용이하게 실시할 수 있게 된다.As a result of manufacturing the CSP to have the above structure, it is possible to improve the heat dissipation characteristics of the CSP due to the use of a metal substrate. In addition, the recessed portion formed on the bottom surface of the metal substrate around the through hole can reduce the height at which the bonding pad and the metal wiring are wire-bonded. In this case, the wire bonding and potting process can be easily performed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은, 종래 CSP 제조시 일반적으로 사용되어 오던 PCB 대신, 관통 홀 주변의 기판 하면이 소정 두께 리세스된 구조를 갖는 금속 기판을 이용하여 패키지를 제조하므로써, CSP의 열 방출 특성을 향상시킴과 동시에 와이어 본딩 및 포팅 공정을 용이하게 실시할 수 있도록 하는데 주안점을 둔 기술로서, 이를 도 2에 제시된 단면도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The present invention improves the heat dissipation characteristics of the CSP by manufacturing a package using a metal substrate having a structure in which the lower surface of the substrate around the through hole is recessed in thickness instead of the PCB which is generally used in manufacturing the CSP. At the same time, a technology that focuses on making it easy to perform the wire bonding and potting process, which will be described with reference to the cross-sectional view shown in FIG.

상기 단면도를 참조하면, 본 발명에서 제시된 CSP는 크게, 중앙부에는 관통 홀이 형성되고, 상기 관통 홀 주변의 기판 하면은 소정 두께 리세스된 구조를 가지도록 제작된 금속 기판(104) 상에, 상기 관통 홀을 통하여 본딩 패드가 노출되도록 반도체 칩(100)이 부착되고, 상기 금속 기판(104)의 하면에는 표면에 금속 배선(108)이 형성된 절연층(106)이 형성되며, 상기 반도체 칩(100) 상면의 본딩 패드와 상기 금속 배선(108)은 금속 와이어(110)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 상기 금속 와이어(110)와 반도체 칩(100)의 상면은 성형수지(112)에 의해 봉지되며, 상기 금속 배선(108)에는 솔더 볼(114)이 부착되는 구조로 이루어져 있음을 알 수 있다.Referring to the cross-sectional view, the CSP presented in the present invention is large, through-holes are formed in the center portion, and the lower surface of the substrate around the through-holes is formed on the metal substrate 104 manufactured to have a predetermined thickness recessed structure. The semiconductor chip 100 is attached to expose the bonding pads through the through-holes, and an insulating layer 106 having metal wirings 108 formed on a surface thereof is formed on a bottom surface of the metal substrate 104. The upper bonding pad and the metal wire 108 are electrically connected to each other by the metal wire 110, and the upper surface of the metal wire 110 and the semiconductor chip 100 are encapsulated by the molding resin 112. In addition, it can be seen that the metal wire 108 has a structure in which a solder ball 114 is attached.

이때, 상기 금속 기판(104)으로는 주로 Cu나 Al 등이 사용되며, 금속 배선(108)으로는 Cu나 Cu/수지/Cu로 이루어진 CCL(copper clad laminate)이, 그리고 표면에 금속 배선(108)이 형성된 절연층(106)으로는 폴리이미드가 사용된다. 여기서, 금속 기판(104) 하면에 형성된, 표면에 금속 배선(108)이 형성된 절연층(106)은 금속 배선이 형성되어 있는 탭 테이프로 대체 가능하다.In this case, Cu or Al is mainly used as the metal substrate 104, and a copper clad laminate (CCL) made of Cu, Cu, resin, or Cu is used as the metal wiring 108, and the metal wiring 108 is formed on the surface thereof. ), Polyimide is used as the insulating layer 106 formed. Here, the insulating layer 106 formed on the bottom surface of the metal substrate 104 and having the metal wiring 108 formed thereon can be replaced with a tab tape on which the metal wiring is formed.

한편, 본 발명에서 상기 CSP를 열 방출 특성만을 향상시킬 목적으로 사용하고자 할 경우에는 PCB 대신 금속 기판(104)을 사용한 것에만 초점을 맞추어, 관통 홀 주변의 기판(104) 하면이 리세스되는 구조를 가지지 않는 금속 기판(104)을 사용하여 CSP를 제조할 수도 있다.Meanwhile, in the present invention, when the CSP is to be used for the purpose of improving only the heat dissipation characteristic, the structure focuses only on the metal substrate 104 instead of the PCB, and the bottom surface of the substrate 104 around the through hole is recessed. The CSP may be manufactured using the metal substrate 104 having no.

따라서, 상기 CSP는 다음의 제 6 단계 공정을 거쳐 제조된다.Thus, the CSP is manufactured through the following sixth step process.

제 1 단계로서, 금속 기판(104)의 중앙부에 관통 홀을 형성한 다음, 상기 관통 홀 주변의 기판(104) 하부면이 소정 두께 리세스되도록 금속 기판(104)을 가공하여, 중앙부에는 관통 홀이 형성되고, 그 주변의 기판(104) 하면이 소정 두께 리세스된 구조를 갖는 금속 기판(104)을 준비한다. 이때, 상기 기판(104)은 포밍(forming)법이나 코이닝(coining)법으로 가공된다.As a first step, a through hole is formed in a central portion of the metal substrate 104, and then the metal substrate 104 is processed so that the bottom surface of the substrate 104 around the through hole is recessed to a predetermined thickness. Is formed, and the metal substrate 104 which has the structure by which the lower surface of the periphery of the substrate 104 was recessed by predetermined thickness is prepared. In this case, the substrate 104 is processed by a forming method or a coining method.

이와 같이, PCB 대신 금속 기판(104)을 이용하여 패키지를 제조해 준 것은, 최종적으로 만들어지는 CSP의 열 방출 특성을 향상시킴과 동시에 제품 조립후 기판과 반도체 칩 간의 열팽창 계수 차이로 인해 야기되는 패키지의 휨 현상을 억제하기 위함이다.As such, the manufacture of the package using the metal substrate 104 instead of the PCB improves the heat dissipation characteristics of the finally produced CSP and at the same time, the package caused by the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the semiconductor chip after assembly of the product. This is to suppress the warpage phenomenon.

그리고, 관통 홀 주변의 기판(104) 하면을 소정 두께 리세스시켜 준 것은, 와이어 본딩 공정이 기판(104)의 리세스된 면에서 이루어지도록 하여, 와이어 본딩 공정을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 함과 동시에 CSP의 박형화·소형화로 인해 솔더 볼의 피치 및 사이즈가 점차 미세화되어질 경우에도 포팅법을 이용하여 용이하게 금속 와이어와 반도체 칩(100)의 상면을 성형수지(112)로 봉지할 수 있도록 하기 위함이다.Recessing the lower surface of the substrate 104 around the through hole by a predetermined thickness allows the wire bonding process to be performed on the recessed surface of the substrate 104, so that the wire bonding process can be performed more easily. At the same time, even when the pitch and size of the solder ball gradually become fine due to the thinning and miniaturization of the CSP, the upper surface of the metal wire and the semiconductor chip 100 can be easily encapsulated with the molding resin 112 by using the potting method. For sake.

그러므로, 상기 CSP를 열 방출 특성 향상과 패키지의 휨 방지 목적으로만 사용하고자 할 경우에는 관통 홀 주변의 기판(104) 하면의 리세스 공정을 생략(skip)해 주는 방식으로 공정을 진행하면 된다.Therefore, when the CSP is to be used only for the purpose of improving heat dissipation characteristics and preventing warpage of the package, the process may be performed by skipping the recess process on the lower surface of the substrate 104 around the through hole.

제 2 단계로서, 상기 금속 기판(104)의 하면에 절연층(106)인 폴리이미드를 도포한 뒤, 그 위에 Cu나 또는 CCL 구조의 금속 배선(108)을 형성해 주거나 또는 금속 배선이 형성되어 있는 탭 테이프(TAB tape)를 직접 상기 금속 기판(104)의 하면에 부착시켜 주는 방식으로 금속 기판(104)에 금속 배선(108)을 형성시켜 준다.As a second step, after the polyimide, which is an insulating layer 106, is applied to the lower surface of the metal substrate 104, a metal wiring 108 having a Cu or CCL structure is formed thereon or a metal wiring is formed. The metal wiring 108 is formed on the metal substrate 104 by attaching a tab tape directly to the bottom surface of the metal substrate 104.

제 3 단계로서, 상기 반도체 칩(100) 상면의 중앙부에 형성된 본딩 패드가 노출되도록, 절연성 접착제(102)를 이용하여 상기 금속 기판(104)의 상면에 반도체 칩 (100)을 부착한다.As a third step, the semiconductor chip 100 is attached to the top surface of the metal substrate 104 using the insulating adhesive 102 so that the bonding pad formed at the center of the top surface of the semiconductor chip 100 is exposed.

제 4 단계로서, 금속 와이어(110)를 이용하여 상기 반도체 칩(100) 상면의 본딩 패드와 상기 금속 기판(104)의 리세스된 면에 형성된 금속 배선(108)을 와이어 본딩하여, 이들을 서로 전기적으로 연결해 준다.As a fourth step, the metal wire 110 is bonded to the bonding pads on the upper surface of the semiconductor chip 100 and the metal wires 108 formed on the recessed surfaces of the metal substrate 104 to wire-bond them. Connect to

이와 같이, 와이어 본딩 공정을 실시해줄 경우 본딩 과정에서 금속 와이어(110)가 솔더 볼(114)과 금속 배선(108)이 부착되는 지점까지 내려오지 않으므로, 종래의 경우보다 용이하게 본딩 공정을 진행할 수 있게 된다.As such, when the wire bonding process is performed, the metal wire 110 does not come down to the point where the solder balls 114 and the metal wires 108 are attached in the bonding process, so that the bonding process may be performed more easily than in the conventional case. Will be.

제 5 단계로서, 상기 본딩 패드와 금속 배선(108)이 와이어 본딩된 부분을 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 포팅법을 이용하여 상기 금속 와이어(110)와 반도체 칩(100)의 상면을 성형수지(112)로 봉지한다.As a fifth step, in order to protect the portion where the bonding pads and the metal wires 108 are wire-bonded from the external environment, the upper surface of the metal wire 110 and the semiconductor chip 100 may be formed by using a molding method. 112).

이때, 상기 성형수지(112)는 금속 기판(104)의 리세스된 부분을 포함한 관통 홀 내부에만 채워지도록 봉지므로, 솔더 볼(114)의 피치 및 사이즈가 미세화될 경우에도 포팅 작업에 어려움이 따르지 않게 된다.In this case, since the molding resin 112 is encapsulated to be filled only inside the through hole including the recessed portion of the metal substrate 104, even when the pitch and size of the solder ball 114 are miniaturized, the potting operation is difficult. Will not.

제 6 단계로서, 상기 금속 기판(104)의 하면에 형성된 금속 배선(108)에 솔더 볼(114)을 부착해 주므로써, 패키지 제조를 완료한다.As a sixth step, by attaching the solder ball 114 to the metal wiring 108 formed on the lower surface of the metal substrate 104, the package manufacturing is completed.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 첫째, 본딩 패드와 금속 배선이 기판의 리세스된 면에서 금속 와이어에 의해 전기적으로 연결되므로, 용이한 와이어 본딩 작업이 가능하게 되고, 둘째, 성형수지가 금속 기판의 리세스된 부분을 포함한 관통 홀 내부에만 채워지도록 봉지되므로, 패키지의 박형화·소형화로 인해 솔더 볼의 피치 및 사이즈가 점차 미세화될 경우에도 성형수지의 높이가 솔더 볼의 높이보다 높아지는 현상이 발생하지 않게 되어 포팅 공정 진행의 어려움을 해결할 수 있게 되며 셋째, 제품 조립후 반도체 칩과 기판 간의 열팽창 계수 차이로 인해 야기되던 CSP의 휨 현상을 방지할 수 있게 되므로, 솔더 볼의 코플레이너리티(coplanarity)를 확보할 수 있게 되고 넷째, 반도체 칩과 솔더 볼 사이에 금속 기판이 놓여지므로, CSP의 열방출 능력을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, first, since the bonding pad and the metal wiring are electrically connected to each other by the metal wires on the recessed surface of the substrate, the wire bonding operation is easily performed. Second, the molding resin is the metal substrate. Since the sealing is filled only inside the through hole including the recessed part of the mold, the height of the molding resin does not occur higher than the height of the solder ball even if the pitch and size of the solder ball gradually become smaller due to the thinner and smaller package. Third, the difficulty of the potting process can be solved. Third, the coplanarity of the solder ball can be prevented because the CSP warpage caused by the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the substrate is prevented after assembly of the product. Fourth, since the metal substrate is placed between the semiconductor chip and the solder ball, the heat release of the CSP You will be able to improve your skills.

도 1은 종래 기술에 의한 CSP 구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a CSP structure according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 CSP 구조를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a CSP structure according to the present invention.

Claims (13)

중앙부에 관통 홀이 형성되어 있고 상기 관통 홀 주변의 기판 하면이 소정 두께 리세스된 금속 기판과;A metal substrate having a through hole formed in a central portion thereof and having a predetermined thickness recessed in a lower surface of the substrate around the through hole; 상기 금속 기판의 하면에 형성되며, 표면에 금속 배선이 형성된 절연층과;An insulating layer formed on a lower surface of the metal substrate and having metal wiring formed on a surface thereof; 상기 관통 홀을 통해 본딩 패드가 노출되도록 상기 금속 기판의 상면에 부착되며, 중앙부에 본딩 패드가 형성된 반도체 칩과;A semiconductor chip attached to an upper surface of the metal substrate to expose a bonding pad through the through hole and having a bonding pad formed at a center thereof; 상기 본딩 패드와 상기 금속 배선을 전기적으로 연결하는 금속 와이어와;A metal wire electrically connecting the bonding pad and the metal wire; 상기 금속 기판의 리세스된 부분에서 상기 금속 와이어와 반도체 칩의 상면을 봉지하는 성형수지; 및A molding resin encapsulating an upper surface of the metal wire and the semiconductor chip in the recessed portion of the metal substrate; And 상기 금속 배선에 부착된 솔더 볼;로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지.And a solder ball attached to the metal wiring. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 기판은 Cu 또는 Al으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지.The chip scale package of claim 1, wherein the metal substrate is made of Cu or Al. 제 1항에 있어서, 상기 금속 배선은 Cu 또는 Cu/수지/Cu의 CCL 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지.The chip scale package of claim 1, wherein the metal wiring has a CCL structure of Cu or Cu / resin / Cu. 제 1항에 있어서, 상기 절연층은 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지.The chip scale package of claim 1, wherein the insulation layer is made of polyimide. 제 1항에 있어서, 상기 표면에 금속 배선이 형성된 절연층은 탭 테이프인 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지.The chip scale package of claim 1, wherein the insulating layer on which the metal wiring is formed is a tab tape. 금속 기판의 중앙부에 관통 홀을 형성하는 단계;Forming a through hole in a central portion of the metal substrate; 상기 관통 홀 주변의 기판 하부면이 소정 두께 리세스되도록 기판을 가공하는 단계;Processing the substrate such that a lower surface of the substrate around the through hole is recessed by a predetermined thickness; 상기 금속 기판의 하면에 절연층을 형성하는 단계;Forming an insulating layer on a lower surface of the metal substrate; 상기 절연층 상에 금속 배선을 형성하는 단계;Forming a metal wiring on the insulating layer; 상기 관통 홀을 통하여 본딩 패드가 노출되도록, 상기 금속 기판의 상면에 반도체 칩을 부착하는 단계;Attaching a semiconductor chip to an upper surface of the metal substrate to expose a bonding pad through the through hole; 상기 본딩 패드와 금속 배선을 와이어 본딩하는 단계;Wire bonding the bonding pads to the metal wires; 상기 금속 기판의 리세스된 부분에서 상기 금속 와이어와 반도체 칩 상면을 성형수지로 봉지하는 단계; 및Encapsulating the upper surface of the metal wire and the semiconductor chip with a molding resin in the recessed portion of the metal substrate; And 상기 금속 배선에 솔더 볼을 부착하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지 제조방법.Attaching a solder ball to the metal wiring; 제 6항에 있어서, 상기 금속 기판은 Cu 또는 Al으로 형성하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지 제조방법.The method of claim 6, wherein the metal substrate is formed of Cu or Al. 제 6항에 있어서, 상기 금속 배선은 Cu 또는 Cu/수지/Cu의 CCL 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지 제조방법.The method of claim 6, wherein the metal wiring is formed of a CCL structure of Cu or Cu / resin / Cu. 제 6항에 있어서, 상기 절연층은 폴리이미드로 형성하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지 제조방법.The method of claim 6, wherein the insulating layer is formed of polyimide. 제 6항에 있어서, 상기 기판은 포밍법이나 코이닝법으로 가공하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지 제조방법.The method of claim 6, wherein the substrate is processed by a forming method or a coining method. 금속 기판의 중앙부에 관통 홀을 형성하는 단계;Forming a through hole in a central portion of the metal substrate; 상기 관통 홀 주변의 기판 하부면이 소정 두께 리세스되도록 기판을 가공하는 단계;Processing the substrate such that a lower surface of the substrate around the through hole is recessed by a predetermined thickness; 상기 금속 기판의 하면에 금속 배선이 형성된 탭 테이프를 접착하는 단계;Adhering a tab tape having metal wiring to a lower surface of the metal substrate; 상기 관통 홀을 통하여 본딩 패드가 노출되도록, 상기 금속 기판의 상면에 반도체 칩을 부착하는 단계;Attaching a semiconductor chip to an upper surface of the metal substrate to expose a bonding pad through the through hole; 상기 본딩 패드와 금속 배선을 와이어 본딩하는 단계;Wire bonding the bonding pads to the metal wires; 상기 금속 와이어와 반도체 칩 상면을 성형수지로 봉지하는 단계; 및Encapsulating the upper surface of the metal wire and the semiconductor chip with a molding resin; And 상기 금속 배선에 솔더 볼을 부착하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지 제조방법.Attaching a solder ball to the metal wiring; 제 11항에 있어서, 상기 금속 기판은 Cu 또는 Al으로 형성하는 것을 을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지 제조방법.The method of claim 11, wherein the metal substrate is formed of Cu or Al. 제 11항에 있어서, 상기 기판은 포밍법이나 코이닝법으로 가공하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지 제조방법.The method of claim 11, wherein the substrate is processed by a forming method or a coining method.
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