KR100474193B1 - BG Package and Manufacturing Method - Google Patents

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KR100474193B1 KR1019970038150A KR19970038150A KR100474193B1 KR 100474193 B1 KR100474193 B1 KR 100474193B1 KR 1019970038150 A KR1019970038150 A KR 1019970038150A KR 19970038150 A KR19970038150 A KR 19970038150A KR 100474193 B1 KR100474193 B1 KR 100474193B1
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안은철
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Abstract

본 발명은 전체 사이즈를 증대시키지 않으면서도 방열 능력을 향상시켜 열적 특성을 안정화시키도록 한 BGA패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a BGA package and a method of manufacturing the same to improve the heat dissipation capacity without increasing the overall size to stabilize the thermal characteristics.

본 발명의 목적은 방열 능력을 증대하여 열적 특성을 안정화시킬 수 있도록 한 BGA패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a BGA package and a method of manufacturing the same to increase the heat dissipation ability to stabilize the thermal properties.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 BGA패키지 및 그 제조방법은 반도체칩과 기판 사이에 접착제에 의해 방열부를 접착시켜 반도체칩의 고열을 상기 금속판을 거쳐 대기와 기판으로 방출시키는 것을 특징으로 한다.BGA package and a method of manufacturing the same according to the present invention for achieving the above object is characterized by releasing a high temperature of the semiconductor chip through the metal plate to the atmosphere and the substrate by adhering the heat radiating portion between the semiconductor chip and the substrate. .

따라서, 본 발명은 전체 사이즈를 증대시키지 않으면서 방열 효과를 증대시키고 BGA패키지의 열적 특성을 향상시킨다.Therefore, the present invention increases the heat dissipation effect without increasing the overall size and improves the thermal characteristics of the BGA package.

Description

비지에이패키지 및 그 제조방법BG package and manufacturing method thereof

본 발명은 BGA(ball grid array) 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체 사이즈를 증대시키지 않으면서도 방열 능력을 향상시켜 열적 특성을 안정화시키도록 한 BGA패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ball grid array (BGA) package, and more particularly to a BGA package and a method of manufacturing the same to improve the heat dissipation ability to stabilize the thermal characteristics without increasing the overall size.

일반적으로 널리 알려진 바와 같이, 전자기기 및 정보기기의 메모리용량이 대용량화함에 따라 DRAM과 SRAM과 같은 반도체 메모리칩의 고집적화가 가속화하고 칩사이즈가 증대하고 있다. 또한, 전자기기 및 정보기기의 경량화, 다기능화, 고속화에 맞추어 반도체칩 패키지의 경박단소화 및 다핀화가 진행되고 있다.As is generally known, as the memory capacities of electronic devices and information devices are increased, high integration of semiconductor memory chips such as DRAM and SRAM is accelerating, and chip sizes are increasing. In addition, in accordance with light weight, multifunction, and high speed of electronic devices and information devices, thin and short and small pins of semiconductor chip packages are progressing.

이러한 추세에 있는 반도체칩 패키지의 경우, 반도체칩에서 고열이 발생하므로 상기 고열을 효과적으로 방출하여 열적 특성을 안정화시키는 것이 제품의 신뢰성을 향상시키는데 중요하게 인식되었다. 그래서, 최근의 BGA패키지는 패키지 기판을 양호한 열전도도를 갖는 구리 또는 알루미늄 재질로 채택하는 고방열 구조를 갖고 있었다.In the case of the semiconductor chip package in this trend, since high heat is generated in the semiconductor chip, it is important to effectively release the high heat to stabilize the thermal characteristics to improve the reliability of the product. Therefore, the recent BGA package has a high heat dissipation structure that adopts a package substrate as a copper or aluminum material having good thermal conductivity.

그러나, 종래의 반도체칩 패키지는 기존의 BGA패키지와는 다른 형태로 이루어져 있으므로 BGA패키지의 열적 특성의 향상을 위해 전반적인 구조 변경을 실시하거나, 상기 반도체칩 패키지 구조를 변경하지 않고 열적 특성을 향상시키기 위해 다이패드의 하부에 솔더볼을 설치하거나 패키지 본체의 상측에 방열판을 설치하여 왔다. 그렇지만, 이와 같은 구조를 갖는 종래의 BGA패키지는 2-3W 정도의 낮은 방열 능력을 갖고 있으므로 이로 인한 패키지의 열적 특성을 안정화시키는데 한계를 갖고 있었다. 결국, BGA패키지의 제품 신뢰성이 악화되는 문제점이 있었다.However, since the conventional semiconductor chip package is formed in a different form from the existing BGA package, in order to improve the thermal characteristics of the BGA package or to improve the thermal characteristics without changing the structure of the semiconductor chip package. Solder balls have been installed at the bottom of the die pad, or heat sinks have been installed at the upper side of the package body. However, the conventional BGA package having such a structure has a low heat dissipation capacity of about 2-3W and thus has a limitation in stabilizing the thermal characteristics of the package. As a result, there was a problem that the product reliability of the BGA package is deteriorated.

따라서, 본 발명의 목적은 방열 능력을 증대하여 열적 특성을 안정화시킬 수 있도록 한 BGA패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a BGA package and a method for manufacturing the same, which can increase thermal radiation ability to stabilize thermal characteristics.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 BGA패키지는BGA package according to the present invention for achieving the above object

기판;Board;

반도체칩;Semiconductor chip;

상기 기판의 상부면과 상기 반도체칩의 하부면 사이에 소정의 접착제에 의해 접착되어 상기 반도체칩에서 발생된 열을 방출하는 방열부;A heat dissipation unit bonded between a top surface of the substrate and a bottom surface of the semiconductor chip by a predetermined adhesive to release heat generated from the semiconductor chip;

상기 반도체칩의 본딩패드들과 상기 기판의 본딩패드들을 각각 대응하여 전기적으로 연결하는 본딩와이어;Bonding wires electrically connecting bonding pads of the semiconductor chip and bonding pads of the substrate, respectively;

상기 반도체칩과 본딩와이어를 보호하도록 상기 방열부 상에 몰딩되는 소정 형상의 봉지체; 그리고An encapsulation member of a predetermined shape molded on the heat dissipation portion to protect the semiconductor chip and the bonding wire; And

상기 기판의 하부면에 접합되는 외부접속용 솔더볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a solder ball for external connection bonded to the lower surface of the substrate.

또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 BGA패키지 제조방법은In addition, the BGA package manufacturing method according to the present invention for achieving the above object

기판의 상부면 상에 방열부의 하부면을 소정의 접착제에 의해 접착하는 단계;Adhering the lower surface of the heat dissipation portion on the upper surface of the substrate with a predetermined adhesive;

상기 방열부의 상부면 상에 반도체칩의 하부면을 다이접착용 접착제에 의해 다이본딩하는 단계;Die bonding a lower surface of the semiconductor chip with an adhesive for die bonding on an upper surface of the heat dissipation unit;

상기 반도체칩의 본딩패드들과 상기 기판의 본딩패드들을 본딩와이어에 의해 각각 대응하여 전기적으로 연결하는 단계;Correspondingly electrically connecting bonding pads of the semiconductor chip and bonding pads of the substrate with bonding wires, respectively;

상기 반도체칩과 본딩와이어를 보호하도록 상기 방열부 상에 소정 형상의 봉지체를 몰딩하는 단계; 그리고Molding an encapsulation member having a predetermined shape on the heat dissipation unit to protect the semiconductor chip and the bonding wire; And

상기 기판의 하부면에 외부접속용 솔더볼을 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And bonding a solder ball for external connection to a lower surface of the substrate.

따라서, 본 발명은 반도체칩과 기판 사이에 접착제에 의해 방열부를 접착시켜 반도체칩의 고열을 방열부를 거쳐 대기와 기판으로 방출시킨다. 그러므로, 본 발명은 전체 사이즈를 증대시키지 않으면서 방열 효과를 증대시키고 BGA패키지의 열적 특성을 향상시킨다.Therefore, in the present invention, the heat dissipation unit is adhered between the semiconductor chip and the substrate by an adhesive to release high heat of the semiconductor chip to the atmosphere and the substrate through the heat dissipation unit. Therefore, the present invention increases the heat dissipation effect without increasing the overall size and improves the thermal characteristics of the BGA package.

이하, 본 발명에 의한 BGA패키지 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a BGA package and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 BGA패키지를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a BGA package according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, BGA패키지는 기판(10)의 상부면 전체에 방열부(20)의 하부면이 절연성 접착테이프(30)에 의해 접착되고, 방열부(20)의 상부면 중앙부에 반도체칩(40)이 접착제(50)에 의해 접착되고, 반도체칩(40)의 본딩패드들 (도시 안됨)이 본딩와이어(60)에 의해 기판(10)의 본딩패드들(도시 안됨)에 전기적으로 연결되고, 봉지체(70)가 반도체칩(40) 및 본딩와이어(60)를 외부 환경으로부터 보호하고, 기판(10)의 하부면에 외부 접속단자인 솔더볼들(80)이 접합되는 구조로 이루어져 있다.As shown in FIG. 1, the BGA package has a lower surface of the heat dissipation unit 20 bonded to the entire upper surface of the substrate 10 by an insulating adhesive tape 30, and a central part of the upper surface of the heat dissipation unit 20. The semiconductor chip 40 is bonded by an adhesive 50, and bonding pads (not shown) of the semiconductor chip 40 are electrically connected to the bonding pads (not shown) of the substrate 10 by the bonding wire 60. Connected to each other, the encapsulation member 70 protects the semiconductor chip 40 and the bonding wire 60 from the external environment, and the solder balls 80, which are external connection terminals, are bonded to the lower surface of the substrate 10. consist of.

여기서, 방열부(20)는 방열이 양호한 금속판재로 이루어져 있으며 방열부(20)의 개방부(21) 내에 기판(10)의 본딩패드가 위치하고 있다. 방열부(20)가 기판(10)의 상부면 전체를 커버하고 있다. 또한 기판(10)은 경성(rigid) 기판인 인쇄회로기판 또는 연성(flexible) 기판인 TAB 테이프이다. 봉지체(70)가 방열부(20)의 상부면 가장자리부 및 측면을 노출시키고 있다. 이와 같이 구성되는 BGA패키지에서는 반도체칩(40)이 동작하고 있는 동안 반도체칩(40)에서 발생되는 고열이 방열부(20)에 의해 대기와 기판(10)으로 방열된다. 방열 능력의 향상을 위해 방열부(20)의 면적이 기판(10)의 상부면 전체를 커버할 정도로 넓은 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 전체 사이즈를 증대시키지 않으면서도 고속화, 다핀화 추세에 있는 BGA패키지의 열적 특성을 향상시킬 수 있다.Herein, the heat dissipation part 20 is made of a metal plate having good heat dissipation, and a bonding pad of the substrate 10 is located in the opening 21 of the heat dissipation part 20. The heat dissipation unit 20 covers the entire upper surface of the substrate 10. The substrate 10 may also be a printed circuit board as a rigid substrate or a TAB tape as a flexible substrate. The encapsulation member 70 exposes the upper edge and side surfaces of the heat dissipation unit 20. In the BGA package configured as described above, the high heat generated by the semiconductor chip 40 is radiated to the atmosphere and the substrate 10 by the heat dissipation unit 20 while the semiconductor chip 40 is operating. In order to improve the heat dissipation ability, the area of the heat dissipation unit 20 is preferably large enough to cover the entire upper surface of the substrate 10. Therefore, the present invention can improve the thermal characteristics of the BGA package in the trend of high speed and multi-pinning without increasing the overall size.

이와 같이 구성된 BGA패키지의 제조방법을 도 4, 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하기로 한다. 설명의 편의상 하나의 기판 및 방열판을 기준으로 기술한다.The manufacturing method of the BGA package configured as described above will be described with reference to FIGS. 4, 5, 6A, and 6B. For convenience of description, one substrate and a heat sink are described.

도 4는 본 발명에 의한 BGA패키지의 제조방법을 나타낸 플로우차트이고, 도 5는 본 발명에 의한 BGA패키지 제조방법에 적용된 기판 상의 금속패턴 및 본딩패드를 나타낸 평면도이고, 도 6a는 본 발명에 의한 BGA패키지 제조방법에 적용된 기판과 방열부의 접착상태를 나타낸 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a BGA package according to the present invention, FIG. 5 is a plan view showing a metal pattern and a bonding pad on a substrate applied to the method for manufacturing a BGA package according to the present invention, and FIG. 6 is a plan view illustrating an adhesive state of a substrate and a heat dissipation unit applied to a BGA package manufacturing method, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 6A.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 단계(S1)에서는 BGA패키지용 사각형상의 기판(10), 예를 들어 경성(rigid)기판인 인쇄회로기판 또는 연성(flexible) 기판인 TAB 테이프를 준비한다. 여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상부면에는 각 방면의 가장자리로부터 내측으로 일정 길이의 금속패턴들(11)이 형성되고, 금속패턴들의 내측단부에 본딩패드들(13)이 일체로 형성되어 있다.As shown in FIG. 4, first, in step S1, a rectangular substrate 10 for a BGA package, for example, a printed circuit board as a rigid substrate or a TAB tape as a flexible substrate is prepared. Here, as shown in FIG. 5, metal patterns 11 having a predetermined length are formed in the upper surface of the substrate 10 from the edges of the respective surfaces, and the bonding pads 13 are formed at the inner ends of the metal patterns. It is formed integrally.

또한, 기판(10)의 상부면 전체를 커버할 수 있는 넓은 면적의 금속판재인 방열부(20)를 준비한다. 여기서, 방열부(20)의 상부면을 관통한, 각 방면의 개방부들(21)이 방열부(20)와 기판(10)의 접합시 기판(10)의 본딩패드들(13)을 노출시킬 수 있도록 위치하고 있다. 물론, 방열부(20)가 열전도도가 우수한 금속재질로 이루어져 있다.In addition, a heat dissipation part 20 which is a metal plate material having a large area capable of covering the entire upper surface of the substrate 10 is prepared. Here, the openings 21 in each direction penetrating the upper surface of the heat dissipation unit 20 may expose the bonding pads 13 of the substrate 10 when the heat dissipation unit 20 and the substrate 10 are bonded to each other. It is located so that. Of course, the heat dissipation unit 20 is made of a metal material excellent in thermal conductivity.

한편, 설명의 편의상 하나의 기판(10) 및 방열부(20)를 도시하고 있으나 생산성 향상을 위해 다수개의 기판(10)과 다수개의 방열부(20)를 이용하고 있음은 자명하다.Meanwhile, although one substrate 10 and one heat dissipation unit 20 are illustrated for convenience of description, it is obvious that the plurality of substrates 10 and the plurality of heat dissipation units 20 are used to improve productivity.

단계(S2)에서는 접착테이프(30)를 이용하여 상기 기판(10)의 상부면에 상기 방열부(20)를 접착한다. 이때, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 본딩패드들(13)이 방열부(20)의 개방부들(21) 내에 위치하여 노출된다. 또한, 방열부(20)가 기판(10)의 상부면을 커버할 수 있을 정도, 즉 기판(10)의 상부면과 동일한 면적을 갖고 있다.In step S2, the heat dissipation unit 20 is attached to the upper surface of the substrate 10 using the adhesive tape 30. 6A and 6B, the bonding pads 13 of the substrate 10 are positioned and exposed in the openings 21 of the heat dissipation unit 20. In addition, the heat dissipation unit 20 has the same area as that of the upper surface of the substrate 10 to cover the upper surface of the substrate 10.

단계(S3)에서는 반도체칩(40)의 하부면을 접착제(50)에 의해 상기 방열부(20)의 상부면 중앙부에 접착한다. 여기서 접착제(50)는 열전도도가 우수한 것이 바람직하다.In step S3, the lower surface of the semiconductor chip 40 is adhered to the center of the upper surface of the heat dissipation unit 20 by the adhesive agent 50. It is preferable that the adhesive agent 50 is excellent in thermal conductivity here.

단계(S4)에서는 상기 반도체칩(40)의 본딩패드들(도시 안됨)을 본딩와이어(60)에 의해 기판(10)의 본딩패드들(13)에 각각 대응하여 전기적으로 연결한다.In step S4, bonding pads (not shown) of the semiconductor chip 40 are electrically connected to the bonding pads 13 of the substrate 10 by the bonding wire 60.

단계(S5)에서는 상기 반도체칩(40) 및 본딩와이어(60)를 봉지체(70), 예를 들어 성형수지에 의해 몰딩하여 외부 환경으로부터 보호한다. 이때, 봉지체(70)가 방열부(20)의 상부면 가장자리와 측면을 노출시킨다.In step S5, the semiconductor chip 40 and the bonding wire 60 are molded by the encapsulation body 70, for example, a molding resin, to protect from the external environment. At this time, the encapsulation member 70 exposes the upper surface edge and the side surface of the heat dissipation unit 20.

단계(S6)에서는 몰딩공정 완료하고 나면, 기판(10)의 하부면에 형성된, 솔더볼용 접속패드들(도시 안됨)에 솔더볼들(80)을 접합시켜 도 1에 도시한 바와 같은 BGA패키지를 완성한다.In step S6, after the molding process is completed, the solder balls 80 are bonded to the solder ball connection pads (not shown) formed on the lower surface of the substrate 10 to complete the BGA package as shown in FIG. 1. do.

따라서, 본 발명은 반도체칩과 기판 사이에 방열부를 기판의 상부면과 동일한 면적으로 설치하여 BGA패키지의 사이즈를 증대시키지 않으면서도 반도체칩에서 발생한 고열을 방열부에 의해 대기와 기판으로 방열하여 방열효과를 증대시키고 이에 따른 BGA패키지의 열적 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention provides a heat dissipation portion between the semiconductor chip and the substrate with the same area as the upper surface of the substrate, thereby dissipating high heat generated in the semiconductor chip into the atmosphere and the substrate by the heat dissipation portion without increasing the size of the BGA package. This can increase the thermal characteristics of the BGA package.

이하, 본 발명에 의한 BGA패키지의 변형예를 설명하기로 한다.Hereinafter, a modification of the BGA package according to the present invention will be described.

도 2는 본 발명에 의한 BGA패키지의 변형을 나타낸 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a modification of the BGA package according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 방열부(20a)가 기판(10)의 상부면에 접착되면서 기판(10)의 측면까지 연장되도록 포밍된 것을 제외하면 도 1의 구조와 동일한 구조로 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, the heat dissipation unit 20a is formed to have the same structure as that of FIG. 1 except that the heat dissipation unit 20a is formed to extend to the side surface of the substrate 10 while being bonded to the upper surface of the substrate 10.

이와 같이 구성된 BGA패키지에서는 반도체칩(40)이 동작하고 있는 동안 반도체칩(40)에서 발생되는 고열이 방열부(20a)에 의해 대기와 기판(10)으로 다량 방열된다. 방열 능력의 향상을 위해 방열부(20a)의 면적이 기판(10)의 상부면 전체 및 측면 하단부를 커버할 정도로 넓은 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 전체 사이즈를 거의 증대시키지 않으면서도 고속화, 다핀화 추세에 있는 BGA패키지의 열적 특성을 향상시킬 수 있다.In the BGA package configured as described above, the high heat generated in the semiconductor chip 40 is radiated to the atmosphere and the substrate 10 by the heat dissipation unit 20a while the semiconductor chip 40 is operating. In order to improve the heat dissipation capability, it is preferable that the area of the heat dissipation unit 20a is wide enough to cover the entire upper surface of the substrate 10 and the lower side of the side surface. Therefore, the present invention can improve the thermal characteristics of the BGA package which is in the trend of high speed and multi-pinning without increasing the overall size almost.

이와 같이 구성된 BGA패키지의 제조방법을 도 7a 및 도 7b, 도 8을 참조하여 설명하기로 한다. 설명의 편의상 하나의 기판 및 방열판을 기준으로 기술한다.The manufacturing method of the BGA package configured as described above will be described with reference to FIGS. 7A, 7B, and 8. For convenience of description, one substrate and a heat sink are described.

도 7은 본 발명에 의한 BGA패키지의 제조방법을 나타낸 플로우차트이고, 도 8a는 본 발명에 의한 BGA패키지 제조방법에 적용된 기판과 방열부의 접착상태를 나타낸 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a BGA package according to the present invention, and FIG. 8A is a plan view illustrating a bonding state of a substrate and a heat dissipation unit applied to the method of manufacturing a BGA package according to the present invention, and FIG. 8B is an AA line of FIG. 8A. Sectional view cut along the side.

도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 단계(S11)에서는 도 4의 단계(S1)에서와 동일하게 BGA패키지용 사각형상의 기판(10), 예를 들어 경성(rigid)기판인 인쇄회로기판 또는 연성(flexible) 기판인 TAB 테이프를 준비한다.As shown in FIG. 7, first, in step S11, the same as in step S1 of FIG. 4, a rectangular substrate 10 for a BGA package, for example, a printed circuit board or a flexible substrate, which is a rigid substrate. Prepare a TAB tape, which is a (flexible) substrate.

또한, 기판(10)의 상부면 전체와 측면을 커버할 수 있는 넓은 면적의 금속판재인 방열부(20a)를 준비한다. 여기서, 방열부(20a)의 상부면을 관통한, 각 방면의 개방부들(21)이 방열부(20a)와 기판(10)의 접합시 기판(10)의 본딩패드들(13)을 노출시킬 수 있도록 위치하고 있다. 물론, 방열부(20a)가 열전도도가 우수한 금속재질로 이루어져 있다.In addition, a heat dissipation part 20a, which is a metal plate material having a large area capable of covering the entire upper surface and side surfaces of the substrate 10, is prepared. Here, the openings 21 in each direction penetrating the upper surface of the heat dissipating portion 20a may expose the bonding pads 13 of the substrate 10 when the heat dissipating portion 20a and the substrate 10 are bonded to each other. It is located so that. Of course, the heat dissipation unit 20a is made of a metal material having excellent thermal conductivity.

한편, 설명의 편의상 하나의 기판(10) 및 방열부(20a)를 도시하고 있으나 생산성 향상을 위해 다수개의 기판(10)과 다수개의 방열부(20a)를 이용하고 있음은 자명하다.Meanwhile, although one substrate 10 and one heat dissipation part 20a are shown for convenience of description, it is obvious that a plurality of substrates 10 and a plurality of heat dissipation parts 20a are used to improve productivity.

단계(S12)에서는 접착테이프(30)를 이용하여 상기 기판(10)의 상부면에 상기 방열부(20a)를 접착한다. 이때, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 본딩패드들(13)이 방열부(20a)의 개방부들(21) 내에 위치하여 노출된다. 또한, 방열부(20a)가 기판(10)의 상부면과 측면을 커버할 수 있을 정도로 상부면보다 넓은 면적을 갖고 있으며 각 모서리가 방열부(20a)의 포밍공정의 용이함을 위해 절취되어 있다.In step S12, the heat dissipating part 20a is attached to the upper surface of the substrate 10 using the adhesive tape 30. In this case, as shown in FIGS. 8A and 8B, the bonding pads 13 of the substrate 10 are positioned and exposed in the openings 21 of the heat dissipation unit 20a. In addition, the heat dissipation portion 20a has a larger area than the upper surface so as to cover the upper surface and the side surface of the substrate 10, and each corner is cut out for ease of the forming process of the heat dissipation portion 20a.

단계(S13)에서는 반도체칩(40)의 하부면을 접착제(50)에 의해 상기 방열부(20)의 상부면 중앙부에 접착한다. 여기서 접착제(50)는 열전도도가 우수한 것이 바람직하다.In step S13, the lower surface of the semiconductor chip 40 is adhered to the center of the upper surface of the heat dissipation unit 20 by the adhesive agent 50. It is preferable that the adhesive agent 50 is excellent in thermal conductivity here.

단계(S14)에서는 상기 반도체칩(40)의 본딩패드들(도시 안됨)을 본딩와이어(60)에 의해 기판(10)의 본딩패드들(13)에 각각 대응하여 전기적으로 연결한다.In step S14, bonding pads (not shown) of the semiconductor chip 40 are electrically connected to the bonding pads 13 of the substrate 10 by the bonding wires 60.

단계(S15)에서는 상기 반도체칩(40) 및 본딩와이어(60)를 봉지체(70), 예를 들어 성형수지에 의해 몰딩하여 외부 환경으로부터 보호한다.In step S15, the semiconductor chip 40 and the bonding wire 60 are molded by the encapsulation body 70, for example, a molding resin, to protect the external environment.

단계(S16)에서는 방열부(20a)의 각 방면 가장자리부를 90도 포밍하여 기판(10)의 측면에 접촉시킨다. 따라서, BGA패키지의 면적을 별로 증대시키지 않으면서 방열부(20a)의 면적을 확대할 수 있다.In step S16, each side edge portion of the heat dissipation unit 20a is formed to be in contact with the side surface of the substrate 10 by 90 degrees. Therefore, the area of the heat dissipation unit 20a can be enlarged without increasing the area of the BGA package.

단계(S17)에서는 몰딩공정 완료하고 나면, 기판(10)의 하부면에 형성된, 솔더볼용 접속패드들(도시 안됨)에 솔더볼들(80)을 접합시켜 도 2에 도시한 바와 같은 BGA패키지를 완성한다.In step S17, after the molding process is completed, the solder balls 80 are bonded to the solder ball connection pads (not shown) formed on the lower surface of the substrate 10 to complete the BGA package as shown in FIG. 2. do.

따라서, 본 발명은 반도체칩과 기판 사이에 방열부를 설치하되 기판의 측면까지 확대하여 전체 사이즈를 거의 증대시키지 않으면서도 반도체칩에서 발생한 고열을 방열부에 의해 대기와 기판으로 방열하여 방열효과를 증대시키고 이에 따른 BGA패키지의 열적 특성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the present invention provides a heat dissipation unit between the semiconductor chip and the substrate, but extends to the side of the substrate to increase the heat dissipation effect by radiating high heat generated from the semiconductor chip to the atmosphere and the substrate by the heat dissipation unit without increasing the overall size. Accordingly, the thermal characteristics of the BGA package can be improved.

이하, 본 발명에 의한 BGA패키지의 다른 변형예를 설명하기로 한다.Hereinafter, another modified example of the BGA package according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명에 의한 BGA패키지의 다른 변형을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing another modification of the BGA package according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 방열부(20b)가 기판(10)의 상부면에 접착되면서 기판(10)의 하부면 가장자리까지 연장되도록 포밍된 것을 제외하면 도 2의 구조와 동일한 구조로 이루어져 있다. 여기서, 방열부(20b)가 가능한 한 최외측의 솔더볼(80)에 접촉하지 않는 범위 내에서 하부면 가장자리까지 연장된다.As shown in FIG. 3, the heat dissipating portion 20b is formed to have the same structure as that of FIG. 2 except that the heat radiating portion 20b is formed to extend to the edge of the bottom surface of the substrate 10 while being bonded to the top surface of the substrate 10. . Here, the heat dissipation portion 20b extends to the bottom surface edge within the range where the heat dissipation portion 20b does not contact the outermost solder ball 80 as much as possible.

이와 같이 구성된 BGA패키지의 작용 및 그 제조방법이 도 2의 BGA패키지와 거의 유사하므로 이에 대한 상세한 기술을 생략하기로 한다.Since the operation and manufacturing method of the BGA package configured as described above are almost similar to the BGA package of FIG. 2, detailed description thereof will be omitted.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 BGA패키지 및 그 제조방법은 기판과 반도체칩 사이에 금속판재의 방열부를 접착시켜 반도체칩에서 발생한 고열을 방열부에 의해 대기와 기판으로 방열한다. 따라서, 본 발명은 BGA패키지의 사이즈를 증대시키지 않으면서도 방열효과를 증가시키고 이에 따른 제품의 신뢰성 향상을 이룩할 수 있다.As described above, the BGA package and the method of manufacturing the same according to the present invention bond the heat dissipation part of the metal plate material between the substrate and the semiconductor chip to radiate high heat generated from the semiconductor chip to the atmosphere and the substrate by the heat dissipation part. Accordingly, the present invention can increase the heat dissipation effect without increasing the size of the BGA package, thereby improving the reliability of the product.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상과 관점을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.Meanwhile, the present invention is not limited to the contents described in the drawings and the detailed description, and various modifications can be made without departing from the spirit and the viewpoint of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. It is true.

도 1은 본 발명에 의한 BGA패키지를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a BGA package according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 BGA패키지의 변형을 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a modification of the BGA package according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 BGA패키지의 다른 변형을 나타낸 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing another modification of the BGA package according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 BGA패키지의 제조방법을 나타낸 플로우차트.Figure 4 is a flow chart showing a method of manufacturing a BGA package according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 BGA패키지 제조방법에 적용된 기판 상의 금속패턴 및 본딩패드를 나타낸 평면도.Figure 5 is a plan view showing a metal pattern and a bonding pad on the substrate applied to the BGA package manufacturing method according to the present invention.

도 6a는 본 발명에 의한 BGA패키지 제조방법에 적용된 기판과 방열부의 접착상태를 나타낸 평면도.Figure 6a is a plan view showing an adhesive state of the substrate and the heat radiating portion applied to the BGA package manufacturing method according to the present invention.

도 6b는 도 6a의 A-A선을 따라 절단한 단면도.6B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 6A.

도 7은 본 발명에 의한 BGA패키지의 제조방법을 나타낸 플로우차트.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a BGA package according to the present invention.

도 8a는 본 발명에 의한 BGA패키지 제조방법에 적용된 기판과 방열부의 접착상태를 나타낸 평면도.Figure 8a is a plan view showing an adhesive state of the substrate and the heat radiating portion applied to the BGA package manufacturing method according to the present invention.

도 8b는 도 8a의 A-A선을 따라 절단한 단면도.FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 8A. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 기판 11: 금속패턴 13: 본딩패드 20,20a: 방열부 21: 개방부 30: 접착테이프 40: 반도체칩 50: 접착제 60: 본딩와이어 70: 봉지체 80: 솔더볼DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 10 substrate 11 metal pattern 13 bonding pads 20 and 20a heat dissipation portion 21 opening portion 30 adhesive tape 40 semiconductor chip 50 adhesive 60 bonding wire 70 encapsulation member 80 solder ball

Claims (24)

본딩패드들이 형성된 기판;A substrate on which bonding pads are formed; 반도체칩;Semiconductor chip; 상기 기판의 상부면 전체와 상기 반도체칩의 하부면 사이에 소정의 접착제에 의해 접착되어 상기 반도체칩에서 발생된 열을 방출하며, 상기 기판의 본딩패드들이 노출되게 개방부가 형성된 방열부;A heat dissipation unit bonded between an entire upper surface of the substrate and a lower surface of the semiconductor chip by a predetermined adhesive to release heat generated from the semiconductor chip, and having an opening to expose bonding pads of the substrate; 상기 방열부의 개방부를 통하여 상기 반도체칩과 상기 기판의 본딩패드들을 각각 대응하여 전기적으로 연결하는 본딩와이어;Bonding wires correspondingly electrically connecting the bonding pads of the semiconductor chip and the substrate to each other through an opening of the heat dissipation unit; 상기 반도체칩과 본딩와이어를 보호하도록 상기 방열부 상에 몰딩되는 소정 형상의 봉지체; 그리고An encapsulation member of a predetermined shape molded on the heat dissipation portion to protect the semiconductor chip and the bonding wire; And 상기 기판의 하부면에 접합되는 외부접속용 솔더볼을 포함하는 BGA패키지.BGA package comprising a solder ball for external connection bonded to the lower surface of the substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 방열부가 열전도도가 양호한 금속판재인 것을 특징으로 하는 BGA패키지.The BGA package according to claim 1, wherein the heat dissipation unit is a metal plate having good thermal conductivity. 제 1 항에 있어서, 상기 방열부와 상기 기판이 열전도도가 양호한 접착테이프에 의해 접착된 것을 특징으로 하는 BGA패키지.The BGA package according to claim 1, wherein the heat dissipation unit and the substrate are bonded by an adhesive tape having good thermal conductivity. 제 1 항에 있어서, 상기 방열부는 상기 기판의 상부면 전체와 접착함과 아울러 상기 기판의 측면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지.The BGA package according to claim 1, wherein the heat dissipation unit contacts the entire upper surface of the substrate and contacts the side surface of the substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 봉지체가 상기 방열부의 상부면 가장자리를 노출시키는 것을 특징으로 하는 BGA패키지.The BGA package according to claim 1, wherein the encapsulation member exposes an upper edge of the heat dissipation unit. 제 1 항에 있어서, 상기 기판이 경성(rigid) 기판인 것을 특징으로 하는 BGA패키지.2. The BGA package of claim 1 wherein the substrate is a rigid substrate. 제 6 항에 있어서, 상기 기판이 인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 BGA패키지.The BGA package according to claim 6, wherein the substrate is a printed circuit board. 제 1 항에 있어서, 상기 기판이 연성(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 BGA패키지.The BGA package according to claim 1, wherein the substrate is a flexible substrate. 제 8 항에 있어서, 상기 기판이 TAB 테이프인 것을 특징으로 하는 BGA패키지.9. The BGA package of claim 8 wherein the substrate is a TAB tape. 본딩패드들이 형성된 기판;A substrate on which bonding pads are formed; 반도체칩;Semiconductor chip; 상기 기판의 상부면과 상기 반도체칩의 하부면 사이에 소정의 접착제에 의해 접착되어, 상기 기판의 상부면 전체와 접착함과 아울러 상기 기판의 측면에 접촉하여 상기 반도체칩에서 발생된 열을 방출하며, 상기 기판의 본딩패드들이 노출되게 개방부가 형성된 방열부;It is adhered by a predetermined adhesive between the upper surface of the substrate and the lower surface of the semiconductor chip, and adheres to the entire upper surface of the substrate, and in contact with the side of the substrate to release heat generated in the semiconductor chip A heat dissipation unit in which an opening is formed to expose bonding pads of the substrate; 상기 방열부의 개방부를 통하여 상기 반도체칩과 상기 기판의 본딩패드들을 각각 대응하여 전기적으로 연결하는 본딩와이어;Bonding wires correspondingly electrically connecting the bonding pads of the semiconductor chip and the substrate to each other through an opening of the heat dissipation unit; 상기 반도체칩과 본딩와이어를 보호하도록 상기 방열부 상에 몰딩되는 소정 형상의 봉지체; 그리고An encapsulation member of a predetermined shape molded on the heat dissipation portion to protect the semiconductor chip and the bonding wire; And 상기 기판의 하부면에 접합되는 외부접속용 솔더볼을 포함하는 BGA패키지.BGA package comprising a solder ball for external connection bonded to the lower surface of the substrate. 제 10 항에 있어서, 상기 방열부가 상기 기판의 상부면 전체와 접착함과 아울러 상기 기판의 측면 및 하부면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지.The BGA package according to claim 10, wherein the heat dissipation unit adheres to the entire upper surface of the substrate and contacts the side and bottom surfaces of the substrate. 기판의 상부면 전체에 방열부의 하부면을 소정의 접착제에 의해 접착하되, 상기 방열부의 개방부를 통하여 상기 기판 상부면의 본딩패드들이 노출되게 접착하는 단계;Adhering the lower surface of the heat dissipation portion to the entire upper surface of the substrate with a predetermined adhesive, wherein the bonding pads of the upper surface of the substrate are exposed through the opening of the heat dissipation portion; 상기 방열부의 상부면 상에 반도체칩의 하부면을 다이접착용 접착제에 의해 다이본딩하는 단계;Die bonding a lower surface of the semiconductor chip with an adhesive for die bonding on an upper surface of the heat dissipation unit; 상기 방열부의 개방부를 통하여 상기 반도체칩과 상기 기판의 본딩패드들을 본딩와이어에 의해 각각 대응하여 전기적으로 연결하는 단계;Correspondingly electrically connecting bonding pads of the semiconductor chip and the substrate to each other by a bonding wire through an opening of the heat dissipation unit; 상기 반도체칩과 본딩와이어를 보호하도록 상기 방열부 상에 소정 형상의 봉지체를 몰딩하는 단계; 그리고Molding an encapsulation member having a predetermined shape on the heat dissipation unit to protect the semiconductor chip and the bonding wire; And 상기 기판의 하부면에 외부접속용 솔더볼을 접합하는 단계를 포함하는 BGA패키지 제조방법.BGA package manufacturing method comprising the step of bonding the solder ball for external connection to the lower surface of the substrate. 제 12 항에 있어서, 상기 방열부로서 열전도도가 양호한 금속판재를 사용하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.The method of manufacturing a BGA package according to claim 12, wherein a metal plate having good thermal conductivity is used as the heat dissipation unit. 제 12 항에 있어서, 상기 소정의 접착제로서 열전도도가 양호한 접착테이프를 사용하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.13. The method for producing a BGA package according to claim 12, wherein an adhesive tape having good thermal conductivity is used as the predetermined adhesive. 제 14 항에 있어서, 상기 방열부를 상기 기판의 상부면 전체와 접착함과 아울러 상기 기판의 측면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.15. The method of claim 14, wherein the heat dissipation unit is attached to the entire upper surface of the substrate and contacts the side surface of the substrate. 제 14 항에 있어서, 상기 방열부의 사이즈를 상기 기판의 상부면 사이즈와 동일하게 형성한 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.15. The method of claim 14, wherein the size of the heat dissipation portion is formed to be equal to the size of the upper surface of the substrate. 제 12 항에 있어서, 상기 봉지체를 상기 방열부의 상부면 가장자리를 노출시키도록 몰딩하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.The method of claim 12, wherein the encapsulation body is molded to expose the top edge of the heat dissipation unit. 제 12 항에 있어서, 상기 기판으로서 경성(rigid) 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.13. The method for manufacturing a BGA package according to claim 12, wherein a rigid substrate is used as the substrate. 제 18 항에 있어서, 상기 기판으로서 인쇄회로기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.19. The method of claim 18, wherein a printed circuit board is used as the substrate. 제 12 항에 있어서, 상기 기판으로서 연성(flexible) 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.The method of claim 12, wherein a flexible substrate is used as the substrate. 제 20 항에 있어서, 상기 기판으로서 TAB 테이프를 사용하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.21. The method for producing a BGA package according to claim 20, wherein a TAB tape is used as the substrate. 기판의 상부면 상에 상기 기판의 사이즈보다 큰 방열부의 하부면을 소정의 접착제에 의해 접착하되, 상기 방열부의 개방부를 통하여 상기 기판 상부면의 본딩패드들이 노출되게 접착하는 단계;Bonding a lower surface of the heat dissipation unit larger than the size of the substrate to an upper surface of the substrate by a predetermined adhesive, wherein bonding pads of the upper surface of the substrate are exposed through the opening of the heat dissipation unit; 상기 방열부의 상부면 상에 반도체칩의 하부면을 다이접착용 접착제에 의해 다이본딩하는 단계;Die bonding a lower surface of the semiconductor chip with an adhesive for die bonding on an upper surface of the heat dissipation unit; 상기 방열부의 개방부를 통하여 상기 반도체칩과 상기 기판의 본딩패드들을 본딩와이어에 의해 각각 대응하여 전기적으로 연결하는 단계;Correspondingly electrically connecting bonding pads of the semiconductor chip and the substrate to each other by a bonding wire through an opening of the heat dissipation unit; 상기 반도체칩과 본딩와이어를 보호하도록 상기 방열부 상에 소정 형상의 봉지체를 몰딩하는 단계;Molding an encapsulation member having a predetermined shape on the heat dissipation unit to protect the semiconductor chip and the bonding wire; 상기 방열부의 가장자리를 포밍하여 상기 기판의 측면에 접촉시키는 단계; 그리고Forming an edge of the heat dissipation unit to contact a side of the substrate; And 상기 기판의 하부면에 외부접속용 솔더볼을 접합하는 단계를 포함하는 BGA패키지 제조방법.BGA package manufacturing method comprising the step of bonding the solder ball for external connection to the lower surface of the substrate. 제 22 항에 있어서, 상기 방열부를 포밍하여 상기 기판의 측면과 하부면에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.23. The method of claim 22, wherein the heat dissipation unit is formed to contact the side and bottom surfaces of the substrate. 제 22 항에 있어서, 상기 방열부의 각 모서리를 절취한 것을 특징으로 하는 BGA패키지 제조방법.23. The method of claim 22, wherein each corner of the heat dissipation portion is cut out.
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