KR100601484B1 - Hybrid flip-chip package substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플립칩 패키지 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 전원판과 접지판 사이의 절연재료 높은 유전율의 세라믹 파우더가 에폭시와 같은 폴리머에 골고루 분산되어 있는 하이브리드 재료를 사용한 플립칩 패키지 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flip chip package substrate and a method of manufacturing the same. In particular, a flip chip package substrate using a hybrid material in which a high dielectric constant ceramic powder is uniformly dispersed in a polymer such as epoxy and an insulating material between a power board and a ground plate. It relates to a manufacturing method.

또한, 본 발명에 따르면, 외부로부터 입력된 신호를 플립칩에 제공하기 위한 복수의 회로층; 외부로부터 입력된 전원을 플립칩에 제공하기 위한 회로패턴이 형성되어 있으며 패턴 사이의 공간에 절연잉크가 충진되어 있는 복수의 전원층; 상기 전원층을 통하여 입력된 전원에 접지를 제공하기 위한 회로패턴이 형성되어 있으며 패턴 사이의 공간에 절연잉크가 충진되어 있는 복수의 접지층; 상기 복수의 회로층과 복수의 전원층 사이 또는 상기 복수의 회로층과 복수의 접지층 사이에 적층되어 있으며, 절연재료로 이루어져 있고, 절연잉크로 충진되어 있는 복수의 층간 비아홀을 구비하고 있는 제1 절연층; 및 상기 복수의 전원층과 상기 복수의 접지층에서 서로 쌍을 이루는 전원층과 접지층 사이에 적층되며 고유전율 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 재료로 이루어져 있으며, 절연잉크로 충진되어 있는 복수의 층간 비아홀을 구비하고 있는 제2 절연층을 포함하여 이루어진 하이브리드 플립칩 패키지 기판이 제공된다. In addition, according to the present invention, a plurality of circuit layers for providing a signal input from the outside to the flip chip; A plurality of power layers having a circuit pattern for providing power input from the outside to the flip chip and having an insulating ink filled in the spaces between the patterns; A plurality of ground layers formed with a circuit pattern for providing ground to the power input through the power layer, and filled with insulating ink in a space between the patterns; A first layer laminated between the plurality of circuit layers and the plurality of power supply layers or between the plurality of circuit layers and the plurality of ground layers, the plurality of interlayer via holes made of an insulating material and filled with insulating ink; Insulating layer; And a high capacity hybrid material composed of a high dielectric constant ceramic powder and a resin laminated between the power supply layer and the grounding layer paired with each other in the plurality of power supply layers and the plurality of grounding layers, and filled with insulating ink. A hybrid flip chip package substrate comprising a second insulating layer having interlayer via holes is provided.

플립칩 패키지, 하이브리드 재료, 세라믹Flip Chip Packages, Hybrid Materials, Ceramic

Description

하이브리드 플립칩 패키지 기판 및 그 제조방법{Hybrid flip-chip package substrate and manufacturing method thereof} Hybrid flip-chip package substrate and manufacturing method             

도 1은 고주파 잡음(SSN)의 발생을 설명하기 위한 개념도.1 is a conceptual diagram for explaining generation of high frequency noise (SSN).

도 2는 종래 기술에 따른 6층 플립칩 패키지(Flip-chip package) 기판의 단면도.2 is a cross-sectional view of a six-layer flip-chip package substrate according to the prior art.

도 3은 낮은 인덕턴스 칩 디커플링 커패시터(Low inductance chip decoupling capacitor)이 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)의 전원/접지판에 실장된 개념도.3 is a conceptual diagram in which a low inductance chip decoupling capacitor is mounted on the power / ground plate of a flip-chip package substrate.

도 4는 CPU와 칩셋용 플립칩 패키지 기판(Flip-chip Package Substrate)에 실장된 낮은 인덕턴스 칩 패키지(Low inductance chip capacitor(LICC))를 보여 주는 도면. 4 shows a low inductance chip capacitor (LICC) mounted on a flip-chip package substrate for a CPU and a chipset.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 절단면도.5 is a cross-sectional view of the hybrid flip chip package substrate according to an embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 제조방법의 공정도.6A to 6G are flowcharts illustrating a method of manufacturing a hybrid flip chip package substrate according to an embodiment of the present invention.

도 7은 도 6c의 연마 공정을 보여주는 예시도.7 is an exemplary view showing the polishing process of FIG. 6C.

도 8a 내지 도 8d는 종래 기술과 본 발명의 임피던스 시뮬레이션 결과를 비교하기 위한 그래프.8A to 8D are graphs for comparing the impedance simulation results of the prior art with the present invention.

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

501~504 : 절연층 601 : 절연층501 to 504: Insulation layer 601: Insulation layer

602 : 회로층 603 : 비아홀602: circuit layer 603: via hole

604 : 도금층 605 : 잉크604 plating layer 605 ink

608 : 절연층 609 : 블라인드 비아홀608: insulating layer 609: blind via hole

612 : 절연층 614 : 회로층612: insulating layer 614: circuit layer

본 발명은 플립칩 패키지 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 전원판과 접지판 사이의 절연재료 높은 유전율의 세라믹 파우더가 에폭시와 같은 폴리머에 골고루 분산되어 있는 하이브리드 재료를 사용한 플립칩 패키지 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flip chip package substrate and a method of manufacturing the same. In particular, a flip chip package substrate using a hybrid material in which a high dielectric constant ceramic powder is uniformly dispersed in a polymer such as epoxy and an insulating material between a power board and a ground plate. It relates to a manufacturing method.

일반적으로 반도체 패키지라 함은 각종 전자회로 및 배선이 적층되어 형성된 단일소자 및 집적회로 등의 반도체칩을 먼지, 습기, 전기적, 기계적 부하 등의 각 종 외부환경으로부터 보호하고 상기 반도체칩의 전기적 성능을 최적화, 극대화시키기 위해 리드프레임(lead frame)이나 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB) 등을 이용해 메인보드로의 신호 입/출력 단자를 형성하고 봉지수단을 이용하여 몰딩(molding)한 것을 말한다. In general, a semiconductor package is to protect semiconductor chips such as single devices and integrated circuits formed by stacking various electronic circuits and wirings from various external environments such as dust, moisture, electricity, and mechanical loads, and to improve electrical performance of the semiconductor chips. In order to optimize and maximize, a signal input / output terminal to a main board is formed by using a lead frame or a printed circuit board (PCB), and molded using a sealing means.

이러한 반도체패키지는 최근 반도체칩의 진보된 집적화 기술과 전자기기의 소형화에 따라서 이를 뒷받침하기 위해 경박단소(輕薄短小)화 및 고신뢰성이 요구되고 있으며, 리드프레임을 이용한 어레이형 반도체패키지, 핀 그리드 어레이(pin grid array, PGA) 반도체패키지, 볼 그리드 어레이(ball grid array, BGA) 반도체패키지(이하 'BGA패키지'라 함) 등의 수요가 증가하고 있다.Such semiconductor packages are required to be thin and small and high reliability in order to support the recent integration of semiconductor chips and miniaturization of electronic devices. An array type semiconductor package and a pin grid array using lead frames are required. The demand for (pin grid array, PGA) semiconductor packages, ball grid array (BGA) semiconductor packages (hereinafter referred to as 'BGA packages') is increasing.

BGA 패키지란 고집적도의 반도체칩 및 다핀화 요구 등을 수용하기 위해 개발된 것으로, 메인보드에의 실장을 위해 저면에 일정한 형태로 배열된 다수의 도전성 볼, 예를 들어 솔더볼(solder ball)를 갖는 표면실장형(SMT) 패키지의 한 종류이다. 이와 같은 볼 그리드 어레이는 실장을 위해 볼 그리드 어레이 기판상의 솔더볼들이 인쇄회로기판의 도전성 접속패턴들에 대응하여 전기적으로 접합된다.The BGA package was developed to accommodate high-density semiconductor chips and multi-pinning needs. The BGA package has a plurality of conductive balls, such as solder balls, arranged in a uniform shape on the bottom for mounting on a main board. It is a type of surface mount package. In such a ball grid array, solder balls on the ball grid array substrate are electrically bonded to correspond to conductive connection patterns of a printed circuit board for mounting.

현재 대부분의 4층 이상 플립칩(Flip-chip) 패키지 기판(package substrate)은 하나 이상의 전원(Power)/접지(Ground)판(Plane)을 포함하고 있다.Most of the four or more flip-chip package substrates now include one or more power / ground planes.

이처럼 인쇄회로기판에 실장되어 있는 수동 부품 및 능동 부품이 동작을 하기 위해 필요한 전원공급을 위해 기판 내부에 전원/접지판이라고 하는 전원공급단자를 갖고 있다. As such, the passive and active components mounted on the printed circuit board have a power supply terminal called a power / ground plate inside the board for power supply required for operation.

일반적으로 전원판은 전원이 공급되는 부분이며 접지판은 신호의 접지가 목 적이며, 주로 신호의 기준점(reference)을 의미한다. 즉, 모든 대부분의 4층 이상 플립칩 패키지 기판의 경우 전원공급을 위한 전원/접지판을 갖고 있으며 이것은 기판 내부에 판(plane) 형태로 존재하게 된다. In general, the power plate is the part where the power is supplied, and the ground plate is the purpose of the signal ground, and mainly means the reference point of the signal. That is, all of the four or more layers of flip chip package substrates have a power / ground plate for power supply, which is present in a plane form inside the substrate.

특히 플립칩 패키지(Flip-chip package) 기판의 경우 IC(Integrated Circuit) 클럭(Clock) 속도가 빠른 MPU 혹은 칩셋(Chip set) 등의 능동 소자가 실장되므로 보다 짧은 시간 내에 안정적인 전원 공급을 위해 여러 개의 전원/접지판이 필요하게 된다. In particular, in the case of a flip-chip package board, active devices such as an integrated circuit (IC) clock MPU or a chipset are mounted, so that a plurality of chips can be supplied for stable power supply in a shorter time. A power / ground plate is needed.

예를 들어, 현재 플립칩 본딩(Flip-Chip Bonding) 방식을 채용하는 고속(High Speed) 제품의 경우 CPU 혹은 그래픽 칩셋(Graphic Chip Set)의 클럭(Clock)은 2GHz이상의 높은 속도로 동작하고 있다. 이러한 CPU나 칩셋(Chip Set)의 경우 짧은 상승시간(Rising Time), 더 많은 전류를 요구하게 되며 고속으로 동작하기 위해서 IC 및 플립칩 패키지(Flip chip package) 기판, 주기판(Mother board)과의 신호선 간격이 계속 짧아지도록 설계되어 지고 있다.For example, in the case of a high speed product employing a flip-chip bonding method, a clock of a CPU or a graphic chip set operates at a high speed of 2 GHz or more. These CPUs and chipsets require short rise times and more current, and signal lines with ICs, flip chip package substrates, and mother boards to operate at high speeds. It is designed to keep the gap short.

하지만 이렇게 부품의 속도가 빨라지면 빨라질수록 전원/접지 배선에 전압 요동(Voltage Fluctuation)이 발생하여 결국 SSN(Simultaneous Switching Noise) 혹은 Delta-I(ΔI) 라는 고주파 잡음이 점점 크게 발생하게 된다. However, as the component speed increases, voltage fluctuations occur in the power supply / ground wires, and eventually high frequency noise called SSN (Simultaneous Switching Noise) or Delta-I (ΔI) is generated.

이런 고주파 잡음(SSN)은 시스템에 지연(Delay)을 발생시키거나 로직 오류(Logic Fault)를 발생 시켜 시스템의 성능을 약화시키고 시스템 신뢰성을 떨어뜨린다. These high frequency noises (SSNs) can cause delays or logic faults in the system, resulting in poor system performance and poor system reliability.

도 1은 고주파 잡음(SSN)이 발생되는 개념도이며 (수학식 1)은 SSN의 발생 원인을 수식화 한 것이다.1 is a conceptual diagram in which a high frequency noise (SSN) is generated (Equation 1) is a formula for generating the cause of SSN.

DV=L(DI/Dt)DV = L (DI / Dt)

(수학식 1)에 있는 DV는 고주파 잡음(SSN)이며 L은 기생 인덕턴스(Parasitic Inductance), DI는 칩에 공급되는 전류(Current)이며 Dt는 동작하는 칩의 클럭 속도이다. In Equation 1, DV is high frequency noise (SSN), L is parasitic inductance, DI is current supplied to the chip, and Dt is the clock speed of the operating chip.

상기 (수학식 1)에서 보듯이 현재 칩의 클럭 속도가 증가하면서 점점 더 많은 전류를 칩에서는 요구하게 된다. As shown in Equation 1, as the clock speed of the current chip increases, more and more current is required in the chip.

결국 칩의 Simultaneous switching output buffer들로 인해 SSN이 증가하게 되어 전체 시스템의 신뢰성을 떨어뜨린다.As a result, the chip's Simultaneous switching output buffers increase the SSN, reducing the reliability of the overall system.

이러한 SSN을 줄이기 위해서는 소자의 동작에 필요한 전류와 스위칭 속도를 바꿀 수 없을 때에는 전원/접지 배선의 인덕턴스를 줄이는 것이 효과적인 방법중의 하나이다. To reduce the SSN, one of the effective methods is to reduce the inductance of the power / ground wiring when the current required for the device operation and switching speed cannot be changed.

현재 고속으로 동작하는 CPU 및 칩셋(Chip set)들의 경우 플립칩 패키지(Flip-chip package) 방식을 적용하여 고속에 대응하고 있다.At present, CPUs and chipsets operating at high speeds are applied to a high speed by applying a flip-chip package method.

종래에 4층 이상 플립칩 패키지(Flip-chip package) 기판의 경우 전원공급을 위한 전원/접지판은 일반 FR-4와 같은 고분자 수지를 사용한다. Conventionally, in the case of a flip-chip package substrate having four or more layers, a power / ground plate for power supply uses a polymer resin such as general FR-4.

도 2는 종래 기술에 따른 6층 플립칩 패키지(Flip-chip package) 기판의 단 면도이다.2 is a cutaway view of a six-layer flip-chip package substrate according to the prior art.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 1층은 신호층이고 2층은 접지판이며, 3층은 전원판이고 4층은 전원판이고 5층은 접지판이며, 6층은 신호층이다. As shown in Fig. 2, the first layer is the signal layer, the second layer is the ground plate, the third layer is the power plate, the fourth layer is the power plate, the fifth layer is the ground plate, and the sixth layer is the signal layer.

그리고, 여기에서 2층의 접지판과 3층의 전원판은 하나의 쌍을 이루어 반도체 패키지에 전원을 공급하고 있으며, 4층의 전원판과 5층의 접지판은 하나의 쌍을 이루어 반도체 패키지에 전원을 공급하고 있다.Here, the two-layer ground plate and the three-layer power plate form a pair to supply power to the semiconductor package, and the four-layer power plate and the five-layer ground plate form a pair to supply the semiconductor package. Supplying power.

이때 전원/접지판을 구성하고 있는 절연재는 일반 FR-4와 같은 에폭시(Epoxy) 수지이다. 현재 전세계적으로 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)에 사용되고 있는 전원/접지면의 절연재는 일본의 Ajinomoto社의 ABF(Ajinomoto Build-Up Film) 절연재이다. At this time, the insulating material constituting the power supply / ground plate is an epoxy resin like the general FR-4. Currently, the power / ground plane insulation material used in flip-chip package substrates worldwide is Ajinomoto Build-Up Film (ABF) insulation material of Ajinomoto of Japan.

ABF 재료에 특성 및 내용은 특허 US 6,133,377(Composition of Epoxy Resin, Phenol-Triazine-Aldehyde Condensate and Rubber)에 자세히 소개되어 있다.The properties and content of ABF materials are described in detail in patent US 6,133,377 (Composition of Epoxy Resin, Phenol-Triazine-Aldehyde Condensate and Rubber).

US6,133,377에 구현된 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)용 ABF 재료의 대표적인 특성을 설명하면, 유전율(Dielectric Constant) 3.4~3.8, 유전 손실(Loss Tangent) 0.017~0.023을 갖고 있으며 필름 두께는 30~50㎛이다. Representative characteristics of ABF materials for flip-chip package substrates implemented in US Pat. No. 6,133,377 are dielectric constants of 3.4 to 3.8, dielectric loss of 0.017 to 0.023, and film thickness. Is 30-50 micrometers.

이러한 ABF와 같은 에폭시 재료를 상기 도 2의 2층과 5층 접지층과 3층과 4층 전원층사이의 절연재로 사용하여 MPU 및 칩셋용 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)을 제조하고 있다. 이렇게 에폭시 절연재로 구현된 전원/접지판의 전원 배선에도 전원 라인 전압 요동(Power line voltage fluctuation)이 발생하며 이러한 전압 요동(Voltage fluctuation)을 줄이기 위해서 고주파용 낮은 인덕턴 스 칩 디커프링 커패시터(Low inductance chip decoupling capacitor)를 실장하여 회로의 스위칭에 필요한 전류를 직접 공급함으로써 전원 배선이 갖고 있는 인덕턴스를 차폐 시켜서 전압 강하(Voltage drop) 효과를 현저히 낮추어서 SSN을 줄일 수있다. An epoxy material such as ABF is used as an insulating material between the two- and five-layer ground layers and the three- and four-layer power layers of FIG. 2 to fabricate flip-chip package substrates for MPUs and chipsets. have. Power line voltage fluctuation also occurs in the power wiring of the power / ground plate made of epoxy insulating material, and a low inductance chip decoupling capacitor (Low inductance) for high frequency is used to reduce the voltage fluctuation. By mounting a chip decoupling capacitor to directly supply the current required for circuit switching, the SSN can be reduced by significantly reducing the voltage drop effect by shielding the inductance of the power wiring.

도 3은 낮은 인덕턴스 칩 디커플링 커패시터(Low inductance chip decoupling capacitor)가 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)의 전원/접지판에 실장된 개념도이다. 3 is a conceptual diagram in which a low inductance chip decoupling capacitor is mounted on a power / ground plate of a flip-chip package substrate.

상기 도 3과 같이 디커플링 칩 커패시터(Decoupling Chip Capacitor)를 PCB 주보드(Mother(Main) Board)에 실장하고 낮은 인덕턴스 칩 커패시터(Low inductance chip capacitor)를 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)의 전원/접지판에 연결하여 높은 주파수 영역에서도 시스템이 원활하게 동작하도록 전류를 공급한다. As shown in FIG. 3, a decoupling chip capacitor is mounted on a PCB main board and a low inductance chip capacitor is mounted on a flip-chip package substrate. It is connected to the power supply / ground plate to supply current for smooth system operation even in high frequency range.

도 4는 CPU와 칩셋용 플립칩 패키지 기판(Flip-chip Package Substrate)에 실장된 낮은 인덕턴스 칩 패키지(Low inductance chip capacitor(LICC))를 보여 준다.4 shows a low inductance chip capacitor (LICC) mounted on a flip-chip package substrate for a CPU and a chipset.

도 4와 같이 빠른 속도를 갖는 CPU와 칩셋(Chip Set)용 플립칩 패키지 기판(Flip-Chip Package Substrate)상에 0.1∼1㎌의 커패시턴스(Capacitance)를 갖는 LICC가 단독 혹은 어레이형(Array type)으로 9∼20개 정도 실장되어 IC의 스위칭(Switching)에 필요한 전류를 원할히 공급한다. 향후 시스템의 속도가 점점 빨라지면 지금의 LICC도 스위칭(Switching)을 하는 소자까지 전류를 공급하기에는 상대 적으로 전원 배선이 길어져서 발생하는 전원 루프 인덕턴스(Power loop inductance), 비아 인덕턴스(Via inductance) 그리고 세라믹 칩으로 구성된 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor(MLCC or LICC)) 자체 및 MLCC 혹은 LICC를 기판상에 SMT 실장을 할때 솔더(Solder) 접점에서 발생하는 기생 인덕턴스(Parasitic inductance) 때문에 전원 공급배선에 많은 고주파 잡음(SSN)이 발생되면 전원 전압 레벨(Power Voltage Level)이 감소함에 따라 드라이버의 공급 전류가 감소하여 신호 지연(Delay)이 증가하게 되고 EMI 문제도 발생하게 된다. As shown in FIG. 4, a LICC having a capacitance of 0.1 to 1 GHz on a CPU having a high speed and a flip chip package substrate for a chip set is an array type or an array type. In this case, it is mounted about 9 ~ 20 and supplies the current necessary for switching the IC. As the system speeds up in the future, current LICCs also have power loop inductance, via inductance, and Decoupling capacitor (MLCC or LICC) made of ceramic chip itself, and parasitic inductance generated at solder contact when MLCC or LICC is mounted on a substrate. When the noise (SSN) occurs, as the power voltage level decreases, the supply current of the driver decreases, thereby increasing the signal delay and causing EMI problems.

향후에 시스템이 점점 더 빨라지면 단순히 LICC 등을 전원/접지에 많이 연결한다고 해서 SSN이 떨어지지는 않게 된다.As the system gets faster and faster in the future, simply connecting a lot of LICCs to the power / ground will not cause the SSN to drop.

이러한 문제점들을 극복하기 위해서는 전원 배선을 짧게 하고 동시에 기생 인덕턴스(Parasitic inductance)를 줄여야 한다. 결국 기존의 에폭시와 같은 절연재로 이루어진 전원/접지판보다 더 낮은 전원/접지 인덕턴스를 갖는 보다 더 안정한 전원/접지 절연재가 요구 되어지게 된다.To overcome these problems, the power wiring must be shortened and parasitic inductance must be reduced at the same time. As a result, there is a need for a more stable power supply / grounding insulation material having a lower power supply / grounding inductance than a power supply / grounding plate made of an insulating material such as epoxy.

종래 기술의 문제점을 요약하면 다음과 같다.The problems of the prior art are summarized as follows.

ⅰ. 높은 전원/접지 인덕턴스 발생Iii. High Power / Ground Inductance Generation

유전율(Dielectric Constant) 3.4~3.8, 절연거리가 30~50㎛로 이루어진 기존의 에폭시 재료로 구성된 전원/접지판은 높은 전원/접지 임피던스가 발생되어 전원/접지판상에 높은 전압 요동을 발생시키게 된다. 결국 고속으로 동작하는 시스템의 고주파 잡음(SSN)을 발생시켜서 고속 동작 칩에 오류를 일으키게 된다. Dielectric constant 3.4 ~ 3.8, power supply / ground plate composed of the existing epoxy material of the insulation distance 30 ~ 50㎛ high power / ground impedance will generate a high voltage fluctuation on the power / ground plate. As a result, high frequency noise (SSN) of a system operating at a high speed causes errors in the high-speed operating chip.

ⅱ. 신호지연 증가 및 EMI 발생:Ii. Increased signal delay and EMI:

기존의 에폭시 재료로 구성된 전원/접지판에 세라믹 칩으로 구성된 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor(MLCC or LICC))자체 및 MLCC 혹은 LICC를 플립칩 패키지 기판(Flip-chip Package Substrate) 기판상에 SMT 실장을 할때 솔더 접점에서 발생하는 기생 인덕턴스 때문에 전원/접지판에 많은 고주파 잡음(SSN)이 발생되어 전원 전압 레벨(Power Voltage Level)이 감소함에 따라 드라이버의 공급 전류가 감소하여 신호 지연(Delay)가 증가하게 되고 EMI 문제 발생한다.Decoupling capacitors (MLCC or LICC) made of ceramic chips on the power / ground plate made of existing epoxy materials and MLCCs or LICCs can be SMT mounted on a flip-chip package substrate. Due to the parasitic inductance at the solder contacts, a lot of high frequency noise (SSN) is generated in the power supply / ground plate, and as the power voltage level decreases, the supply current of the driver decreases, which increases the signal delay. And EMI problem occurs.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 높은 전원/접지 임피던스의 발생을 방지하여 전압 요동에 의한 고주파 잡음의 발생을 방지할 수 있도록 하는 플립칩 패키지 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention for solving the above problems, relates to a flip chip package substrate and a method of manufacturing the same to prevent the generation of high power / ground impedance to prevent the generation of high frequency noise due to voltage fluctuations.

또한, 본 발명은, 기생 인덕턴스 발생을 억제하여 신호지연을 방지하며 EMI 발생을 억제하여 할 수 있는 플립칩 패키지 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a flip chip package substrate and a method of manufacturing the same, which can suppress parasitic inductance generation, prevent signal delay, and suppress EMI generation.

상기와 같은 본 발명은, 외부로부터 입력된 신호를 플립칩에 제공하기 위한 복수의 회로층; 외부로부터 입력된 전원을 플립칩에 제공하기 위한 회로패턴이 형성되어 있으며 패턴 사이의 공간에 절연잉크가 충진되어 있는 복수의 전원층; 상기 전원층을 통하여 입력된 전원에 접지를 제공하기 위한 회로패턴이 형성되어 있으며 패턴 사이의 공간에 절연잉크가 충진되어 있는 복수의 접지층; 상기 복수의 회로층과 복수의 전원층 사이 또는 상기 복수의 회로층과 복수의 접지층 사이에 적층되어 있으며, 절연재료로 이루어져 있고, 절연잉크로 충진되어 있는 복수의 층간 비아홀을 구비하고 있는 제1 절연층; 및 상기 복수의 전원층과 상기 복수의 접지층에서 서로 쌍을 이루는 전원층과 접지층 사이에 적층되며 고유전율 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 재료로 이루어져 있으며, 절연잉크로 충진되어 있는 복수의 층간 비아홀을 구비하고 있는 제2 절연층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention as described above, a plurality of circuit layers for providing a signal input from the outside to the flip chip; A plurality of power layers having a circuit pattern for providing power input from the outside to the flip chip and having an insulating ink filled in the spaces between the patterns; A plurality of ground layers formed with a circuit pattern for providing ground to the power input through the power layer, and filled with insulating ink in a space between the patterns; A first layer laminated between the plurality of circuit layers and the plurality of power supply layers or between the plurality of circuit layers and the plurality of ground layers, the plurality of interlayer via holes made of an insulating material and filled with insulating ink; Insulating layer; And a high capacity hybrid material composed of a high dielectric constant ceramic powder and a resin laminated between the power supply layer and the grounding layer paired with each other in the plurality of power supply layers and the plurality of grounding layers, and filled with insulating ink. And a second insulating layer having interlayer via holes.

또한, 본 발명은 코어층의 양측에 전원층을 형성하고 층간 도통을 위한 도통홀을 형성하는 제 1 단계; 상기 도통홀을 잉크로 충진하고 경화된 잉크를 연마하는 제 2 단계; 고유전율의 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 재료를 적층하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계의 절연층이 적층된 위에 접지층을 형성한 후에 블라인드 비아홀을 형성하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention comprises a first step of forming a power supply layer on both sides of the core layer and a through hole for interlayer conduction; A second step of filling the through hole with ink and polishing the cured ink; Stacking a high capacity hybrid material composed of a high dielectric constant ceramic powder and a resin; And a fourth step of forming a blind via hole after the ground layer is formed on the insulating layer of the third step.

이제, 도 5 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Now, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings of FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 절단면도이다.5 is a cross-sectional view of a hybrid flip chip package substrate according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 1층은 신호층이고 2층은 접지판이며, 3층은 전원판이고 4층은 전원판이고 5층은 접지판이며, 6층은 신호층이다. As shown in FIG. 5, one layer of a hybrid flip chip package substrate according to an embodiment of the present invention is a signal layer, two layers are ground plates, three layers are power plates, and four layers are power plates, and five layers. Is the ground plane and the sixth layer is the signal layer.

그리고, 여기에서 2층의 접지판과 3층의 전원판은 하나의 쌍을 이루어 반도체 패키지에 전원을 공급하고 있으며, 4층의 전원판과 5층의 접지판은 하나의 쌍을 이루어 반도체 패키지에 전원을 공급하고 있다.Here, the two-layer ground plate and the three-layer power plate form a pair to supply power to the semiconductor package, and the four-layer power plate and the five-layer ground plate form a pair to supply the semiconductor package. Supplying power.

이때 전원/접지판을 구성하고 있는 절연재(502, 504)는 고유전율의 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 재료로 만들어진 하이브리드 필름이 사용된다.At this time, the insulating materials 502 and 504 constituting the power supply / ground plate are made of a hybrid film made of a high capacity hybrid material composed of a high dielectric constant ceramic powder and a resin.

이때 하이브리드 필름은 정전용량이 높은 고유전율 재료로서 유전상수가 1,000∼10,000인 고유전율을 갖는 BaTiO3 세라믹 분말을 열 경화성 에폭시 수지 또는 폴리이미드와 같은 수지에 혼합한 합성물 형태인 것이 바람직하며, 상기 재료는 BaTiO3 분말의 크기를 두개의 형태(Bimodal)로 구현하고, 그 크기는 0.5~1.0㎛ 직경의 분말과 20~50㎚ 직경의 극소 분말을 3:1∼5:1의 부피 비율로 섞어서 고분자 수지에 골고루 분산시켜 20∼60 정도의 높은 유전상수를 갖는 중합체 세라믹 합성물 형태인 것이 더욱 바람직하다. In this case, the hybrid film is a high dielectric constant material having a high capacitance, and a composite material in which BaTiO 3 ceramic powder having a high dielectric constant having a dielectric constant of 1,000 to 10,000 is mixed with a resin such as a thermosetting epoxy resin or polyimide. BaTiO 3 powder is implemented in two forms (Bimodal), the size is 0.5 ~ 1.0 ㎛ diameter powder and 20 ~ 50nm diameter micro powder in a volume ratio of 3: 1 to 5: 1 by mixing More preferably, it is in the form of a polymer ceramic composite having a high dielectric constant of about 20 to 60 evenly dispersed in the resin.

또한 전원/접지판의 인덕턴스를 낮추기 위해 전원/접지의 절연거리가 10㎛ 이내의 아주 얇은 두께로 형성한다.In addition, to reduce the inductance of the power supply / ground plate, the insulation distance of the power supply / ground is formed to a very thin thickness within 10 μm.

도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 제조방법의 공정도이다.6A to 6G are flowcharts illustrating a method of manufacturing a hybrid flip chip package substrate according to an embodiment of the present invention.

도 6a는 6층 플립칩 패키지 기판(Flip-chip Package Substrate)의 회로가 형 성된 3, 4층 단면으로 코어층(601)에는 절연재가 두께는 100~1000㎛을 가지고 형성되어 있으며 코어층(601)의 양쪽에는 2~20㎛ 동박(602)이 접합되어 있어 CCL(Copper Clad Laminate)을 구성하고 있다.6A is a three- and four-layered cross-section in which a circuit of a six-layer flip-chip package substrate is formed. An insulation material is formed on the core layer 601 with a thickness of 100 to 1000 μm, and the core layer 601 is formed. 2-20 micrometer copper foil 602 is bonded by both sides, and constitutes CCL (Copper Clad Laminate).

여기에서 동박(602)은 에칭되어 회로 배선을 형성하고 있으며, 비아홀(603)은 CCL의 상, 하부를 전기적으로 도통시키기 위해 기계적 가공(Mechanical Drill)으로 형성되며 동도금층(604)로 도통시킨다. 3, 4층은 전기적으로는 전원판으로 사용된다.Here, the copper foil 602 is etched to form circuit wiring, and the via hole 603 is formed by a mechanical drill to electrically conduct the upper and lower portions of the CCL and is conducted to the copper plating layer 604. The third and fourth floors are electrically used as power plates.

도 6b와 도 6c는 비아홀을 충진하고 패턴을 평평하게 하며, 버퍼링을 수행하게 되는데 Noda Screen(社)의 특허 제2896116호에서 자세히 설명되어 진다.6B and 6C fill the via holes, flatten the pattern, and perform buffering, as described in detail in No. 2896116 to Noda Screen.

이를 간단히 언급하면 도 6a의 회로가 형성된 플립칩 패키지 기판(Flip-chip Package Substrate)의 3, 4층 회로 배선(602)과 배선 사이와 비아홀(603) 내부를 동시에 잉크(605)로 메운 것을 보여 준다. In brief, it is shown that the three- and four-layer circuit wiring 602 and the via hole 603 of the flip-chip package substrate on which the circuit of FIG. 6A is formed are simultaneously filled with ink 605. give.

이때 잉크는 빛 경화형 수지이고 인쇄 공정을 통해 기판상에 인쇄된다. 이와 같은 평평한 코팅(Flat coating)을 하는 이유는 흐름성이 없는 고용량의 하이브리드 재료(608)가 적층 혹은 인쇄시에 회로 배선(602)과 배선 사이 혹은 비아홀(603)내부를 완전하게 메우지 못한 경우 보이드(Void) 불량이 발생하는 것을 방지하기 위해 하이브리드 재료(608)를 적층 혹은 인쇄 전에 형성한다.In this case, the ink is a light curable resin and is printed on the substrate through a printing process. The reason for such a flat coating is that the high capacity hybrid material 608 without flow does not completely fill the space between the circuit wiring 602 and the wiring or the via hole 603 at the time of lamination or printing. Hybrid materials 608 are formed before lamination or printing to prevent void defects from occurring.

도 6c는 잉크(605)를 경화한 후에 연마하여 기판 회로 배선을 노출시킨 것이며, 이때 회로 배선(602)과 경화된 잉크(605)를 같은 높이로 연마하는 것이 중요하다. 보다 자세한 공정은 그림 7에 도시되어 있는데 세라믹 버퍼(Ceramic buff)(710)를 사용하여 회로 배선(602)과 경화된 잉크(605)를 같은 높이로 연마한다.6C shows that after curing the ink 605, the substrate circuit wiring is exposed by polishing, whereby it is important to polish the circuit wiring 602 and the cured ink 605 to the same height. A more detailed process is shown in Figure 7, which uses a ceramic buffer 710 to polish the circuit wiring 602 and the cured ink 605 to the same height.

이후에, 도 6d를 참조하면, 고유전율의 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 재료로 만들어진 하이브리드 필름(608)을 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)의 전원판으로 사용되는 3층과 4층의 상부에 적층 혹은 인쇄되어 유전체층을 형성한다. Subsequently, referring to FIG. 6D, a hybrid film 608 made of a high capacity hybrid material composed of a high dielectric constant ceramic powder and a resin may be formed of three layers used as power plates of a flip-chip package substrate. It is laminated or printed on top of four layers to form a dielectric layer.

이때 하이브리드 필름(608)은 정전용량이 높은 고유전율 재료로서 유전상수가 1,000∼10,000인 고유전율을 갖는 BaTiO3 세라믹 분말을 열 경화성 에폭시 수지 또는 폴리이미드와 같은 수지에 혼합한 합성물 형태인 것이 바람직하며, 상기 재료는 BaTiO3 분말의 크기를 두개의 형태(Bimodal)로 구현하고, 그 크기는 0.5~1.0㎛ 직경의 분말과 20~50㎚ 직경의 극소 분말을 3:1∼5:1의 부피 비율로 섞어서 고분자 수지에 골고루 분산시켜 20∼60 정도의 높은 유전상수를 갖는 중합체 세라믹 합성물 형태인 것이 더욱 바람직하다. In this case, the hybrid film 608 is a high dielectric constant material having a high capacitance, and a BaTiO 3 ceramic powder having a high dielectric constant having a dielectric constant of 1,000 to 10,000 is preferably a composite form in which a resin such as a thermosetting epoxy resin or a polyimide is mixed. The material is implemented in two forms (Bimodal) of the size of the BaTiO 3 powder, the size is 0.5 ~ 1.0 ㎛ diameter powder and 20 ~ 50nm diameter micro powder of 3: 1-5: 1 volume ratio It is more preferable to form a polymer ceramic composite having a high dielectric constant of about 20 to 60 by mixing and dispersing evenly in the polymer resin.

또한 전원/접지판의 인덕턴스를 낮추기 위해 전원/접지의 절연거리가 10㎛ 이내의 아주 얇은 두께로 형성한다.In addition, to reduce the inductance of the power supply / ground plate, the insulation distance of the power supply / ground is formed to a very thin thickness within 10 μm.

다음으로, 도 6e를 참조하면 전기 배선층인 2, 4층과 전원판인 3, 4층을 전기적으로 도통시키기 위해 레이저 드릴을 마이크로 비아(609)를 형성한다. 이때 하이브리드 필름(608)의 상부와 마이크로 비아(609)의 내벽은 무전해 동도금 및 전해 동도금을 하여 동도전층을 형성한다. Next, referring to FIG. 6E, a micro drill 609 is formed in the laser drill to electrically conduct the layers 2 and 4, which are electrical wiring layers, and the layers 3 and 4, which are power plates. At this time, the upper portion of the hybrid film 608 and the inner wall of the micro via 609 are electroless copper plating and electrolytic copper plating to form a copper conductive layer.

그리고, 도면부호 610은 동도전층으로 PCB회로 형성 공정을 이용하여 만들어진 회로 및 전극 배선이다. 2, 5층은 전기적으로는 접지 배선층으로 사용된다.In addition, reference numeral 610 denotes a circuit and an electrode wiring made using a PCB circuit forming process as a copper conductive layer. Layers 2 and 5 are electrically used as ground wiring layers.

도 6f를 참조하면 신호선(Signal Line)이 형성되는 1, 6층과 접지층인 2, 5층과의 전기적인 절연을 위해 유전상수 2~4.5정도의 절연층(612)을 형성한다. 이때 절연층을 형성하는 공정은 PCB(인쇄회로기판)에서 널리 사용되는 공정이다.Referring to FIG. 6F, an insulating layer 612 having a dielectric constant of about 2 to 4.5 is formed to electrically insulate the first and sixth layers in which a signal line is formed and the second and fifth layers, which are ground layers. In this case, the process of forming the insulating layer is a process widely used in a printed circuit board (PCB).

후에, 도 6g를 참조하면 접지층인 2, 5층과 신호선(Signal Line)이 형성되는 1, 6층을 전기적으로 도통시키기 위해 레이저 드릴(Laser Drill)을 이용하여 마이크로 비아(Micro via)(613)를 형성한다. 이때 도면부호 612의 상부와 613의 내벽은 무전해 동도금 및 전해 동도금을 하여 동도전층을 형성한다. 도면부호 614는 동도전층을 PCB회로 형성 공정을 이용하여 만들어진 회로 및 전극 배선이다. 1, 6층은 전기적으로는 신호 배선층으로 사용된다.Later, referring to FIG. 6G, a micro via 613 using a laser drill is used to electrically conduct the ground layers 2 and 5 and the layers 1 and 6 where signal lines are formed. ). At this time, the upper portion of 612 and the inner wall of 613 is electroless copper plating and electrolytic copper plating to form a copper conductive layer. Reference numeral 614 denotes a circuit and electrode wiring in which the copper conductive layer is formed using a PCB circuit forming process. The first and sixth layers are electrically used as signal wiring layers.

도 8a 내지 도 8d는 종래 기술과 본 발명의 임피던스 시뮬레이션 결과를 비교하기 위한 그래프로서, Sigrity사의 Power integrity해석용 시뮬레이션 프로그램인 "Speed 2000" 프로그램을 이용하여 4층 플립칩 패키지 기판의 전원/접지 임피던스 시뮬레이션 결과값이다. 우선 시뮬레이션에 요구되는 입력 변수는 아래 (표 1)과 같다.8A to 8D are graphs for comparing the impedance simulation results of the prior art and the present invention. The power / ground impedance of a four-layer flip chip package substrate using a "Speed 2000" program, which is a simulation program for power integrity analysis of Sigrity. Simulation result. First, the input variables required for the simulation are shown in Table 1 below.

타입 A(기존의 일반 전원/접지)Type A (Existing General Power / Ground) 타입 B(기존의 전원/접지에 칩 커패시터 실장)Type B (Chip Capacitor Mounted on Existing Power / Ground) 타입 C(박판 고용량 하이브리드 전원/접지)Type C (thin high capacity hybrid power supply / ground) 유전율(Dk)Permittivity (Dk) 3.83.8 3.83.8 2929 유전손실(Df)Dielectric loss (Df) 0.0270.027 0.0270.027 0.0190.019 전원/접지 절연거리(um)Power / Ground Insulation Distance (um) 3030 3030 1010

도 8a는 종래 기술에 따른 전원/접지판의 임피던스 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이고, 도 8b는 종래 기술에 따른 칩 커패시터를 실장한 경우에 전원/접지의 임피던스 시뮬레이션 결과값을 보여주는 그래프이며, 도 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 필름을 사용한 경우에 임피던스 시뮬레이션 결과값을 보여주는 도면이다.FIG. 8A is a diagram illustrating impedance simulation results of a power supply / ground plate according to the prior art, FIG. 8B is a graph illustrating impedance simulation results of power supply / ground when a chip capacitor is mounted according to the prior art, and FIG. In the case of using a hybrid film according to an embodiment of the present invention is a view showing the impedance simulation results.

도 8a는 유전율(Dielectric Constant) 3.4~3.8, 절연거리가 30~50㎛로 이루어진 기존의 에폭시재료로 구성된 4층 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)의 전원/접지판의 임피던스 그래프이다. 도 8b는 존의 4층 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)의 전원/접지면의 임피던스를 낮추기 위해서 ESL 400pH, ESR 0.3ohm, 커패시턴스 220nF짜리 세라믹 칩 디커플링 커패시터(Ceramic chip decoupling capacitor) 4개를 실장하였다. 8A is a impedance graph of a power / ground plate of a four-layer flip-chip package substrate made of a conventional epoxy material having a dielectric constant of 3.4 to 3.8 and an insulation distance of 30 to 50 μm. 8B shows four ESL 400pH, ESR 0.3ohm, capacitance 220nF ceramic chip decoupling capacitors to reduce the impedance of the power / ground plane of the zone's four-layer flip-chip package substrate. Mounted.

도 8c는 본 발명에서 기술하고 있는 유전율(Dielectric Constant) 29, 절연거리가 10㎛로 이루어진 박판 고용량 하이브리드 전원/접지판이 삽입된 4층 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)이다. 도 8d는 도 8a, 8b, 8c를 같은 X-Y 스케일 합친 그래프이다.FIG. 8C is a four-layer flip-chip package substrate in which a thin plate high capacity hybrid power / ground plate having a dielectric constant of 29 and an insulating distance of 10 μm is described. FIG. 8D is a graph showing the same X-Y scale of FIGS. 8A, 8B, and 8C.

결과에서 보듯이, 박판 고용량 하이브리드 전원/접지판은 기존의 일반 전원/접지보다 훨씬 더 낮은 임피던스 커브를 보이고 있다. 그 이유는 하이브리드 전원/접지판의 경우에 일반 전원/접지보다 더 높은 커패시턴스를 갖고 있기 때문이다. As the results show, the thin, high-capacity hybrid power supply / ground plate exhibits much lower impedance curves than conventional conventional power / ground plates. This is because hybrid power / ground plates have higher capacitance than normal power / ground.

즉, 높은 유전율의 세라믹 파우더(Ceramic powder)가 에폭시와 같은 폴리머 에 골고루 분산되어 있는 하이브리드 재료의 경우 일반 에폭시로 만으로 이루어진 재료보다 훨씬 더 높은 커패시턴스를 발생시켜서 전원/접지판의 임피던스를 낮추게 되는 것이다. 복소 임피던스의 수식은 (수학식 2)에 소개되어 있다. In other words, in the case of a hybrid material in which high dielectric constant ceramic powder is evenly dispersed in a polymer such as epoxy, the capacitance of the power / ground plate is lowered by generating a much higher capacitance than a material composed solely of ordinary epoxy. The equation of complex impedance is introduced in (Equation 2).

Figure 112004058677764-pat00001
Figure 112004058677764-pat00001

Z은 임피던스(Impedance)이며, R은 저항, L은 인덕턴스(Inductance), C는 커패시턴스(Capacitance)이다. 즉, 유전율이 증가하면 C가 증가하고 결국 Z가 낮아지게 되어 안정한 전원/접지판이 되게 된다. 또한 전원/접지판의 절연거리가 낮으면 낮을 수록 전원/접지판상에 존재하는 커패시턴스는 증가하게 되어 동시에 임피던스를 낮추는 효과가 있다. Z is impedance, R is resistance, L is inductance, and C is capacitance. In other words, if dielectric constant increases, C increases and Z decreases, resulting in a stable power / ground plate. In addition, the lower the insulation distance of the power supply / ground plate, the more the capacitance present on the power supply / ground plate increases, thereby simultaneously lowering impedance.

이러한 박판 고용량 하이브리드 전원/접지판이 삽입된 4층 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)은 일반 전원/접지판에 높은 용량값의 세라믹 칩 커패시터가 실장된 4층 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)보다 더 낮은 임피던스를 보이고 있다.The thin-layer high-capacity hybrid power / ground plate inserted 4-layer flip-chip package substrate is a 4-layer flip-chip package substrate in which a high-capacity ceramic chip capacitor is mounted on a general power / ground plate. lower impedance than the package substrate).

상기와 같은 본 발명에 따르면 박판 고용량 하이브리드 전원/접지판(Hybrid Power/Ground Plane)은 기존의 일반 에폭시로 이루어진 전원/접지판보다 더 낮은 임피던스를 가질 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above thin plate high capacity hybrid power / ground plane (Hybrid Power / Ground Plane) has the effect that can have a lower impedance than the power / ground plate made of a conventional general epoxy.

또한, 본 발명에 따르면, 공진점(Self Resonance Frequency)이하에서의 주파수에서 세라믹 칩 디커플링 커패시터(Ceramic chip decoupling capacitor)의 역할을 하이브리드 전원/접지판 자체로 할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that the hybrid power source / ground plate itself can play the role of a ceramic chip decoupling capacitor at a frequency below the resonance point.

또한, 본 발명에 따르면, 10㎛이하의 낮은 두께의 전원/접지판에 의하여 공진점 이상의 주파수 영역에서도 임피던스를 낮추는 역할을 수행하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect of lowering the impedance even in the frequency region above the resonance point by the power / ground plate having a low thickness of less than 10㎛.

또한, 본 발명에 따르면, 이러한 하이브리드 전원/접지판은 고속으로 동작하는 CPU 및 칩셋용 플립칩 패키지 기판(Flip-chip package substrate)의 일반 수지로 이루어진 전원/접지판을 대체하여 보다 낮은 전원/접지 전압을 요동을 구현할 수 있어서 고속에서 동작하는 시스템의 신뢰성(안정성)을 향상 시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, such a hybrid power supply / ground plate replaces a power supply / ground plate made of a general resin of a CPU and a chipset flip-chip package substrate for high speed operation, and thus a lower power supply / ground plate. The fluctuation of the voltage can be implemented to improve the reliability (stability) of the system operating at high speed.

Claims (8)

외부로부터 입력된 신호를 플립칩에 제공하기 위한 복수의 회로층; A plurality of circuit layers for providing a signal input from the outside to the flip chip; 외부로부터 입력된 전원을 플립칩에 제공하기 위한 회로패턴이 형성되어 있으며 패턴 사이의 공간에 절연잉크가 충진되어 있는 복수의 전원층; A plurality of power layers having a circuit pattern for providing power input from the outside to the flip chip and having an insulating ink filled in the spaces between the patterns; 상기 전원층을 통하여 입력된 전원에 접지를 제공하기 위한 회로패턴이 형성되어 있으며 패턴 사이의 공간에 절연잉크가 충진되어 있는 복수의 접지층; A plurality of ground layers formed with a circuit pattern for providing ground to the power input through the power layer, and filled with insulating ink in a space between the patterns; 상기 복수의 회로층과 복수의 전원층 사이 또는 상기 복수의 회로층과 복수의 접지층 사이에 적층되어 있으며, 절연재료로 이루어져 있고, 절연잉크로 충진되어 있는 복수의 층간 비아홀을 구비하고 있는 제1 절연층; 및 A first layer laminated between the plurality of circuit layers and the plurality of power supply layers or between the plurality of circuit layers and the plurality of ground layers, the plurality of interlayer via holes made of an insulating material and filled with insulating ink; Insulating layer; And 상기 복수의 전원층과 상기 복수의 접지층에서 서로 쌍을 이루는 전원층과 접지층 사이에 적층되며 고유전율 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 재료로 이루어져 있으며, 절연잉크로 충진되어 있는 복수의 층간 비아홀을 구비하고 있는 제2 절연층A plurality of interlayers, which are stacked between a plurality of power layers and ground layers in the plurality of power layers and the plurality of ground layers, are made of a high capacity hybrid material composed of a high dielectric constant ceramic powder and a resin, and are filled with insulating ink. Second insulating layer having via holes 을 포함하여 이루어진 하이브리드 플립칩 패키지 기판.Hybrid flip chip package substrate comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 절연층은,The second insulating layer, 고유전율을 갖는 BaTiO3 세라믹 분말을 열 경화성 에폭시 수지 또는 폴리이미드와 같은 수지에 혼합한 합성물인 것을 특징으로 하는 하이브리드 플립칩 패키지 기판.A hybrid flip chip package substrate, comprising: a composite obtained by mixing BaTiO 3 ceramic powder having a high dielectric constant into a resin such as a thermosetting epoxy resin or polyimide. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 2 절연층은 The second insulating layer is BaTiO3 분말의 크기를 두개의 형태(Bimodal)로 구현하고, 그 크기는 0.5~1.0㎛ 직경의 분말과 20~50㎚ 직경의 극소 분말을 3:1∼5:1의 부피 비율로 섞어서 고분자 수지에 골고루 분산시켜 20∼60 정도의 높은 유전상수를 갖는 중합체 세라믹 합성물 형태인 것이 특징으로 하는 하이브리드 플립칩 패키지 기판.The size of BaTiO 3 powder is realized in two forms (Bimodal), and the size is 0.5 ~ 1.0㎛ diameter powder and 20-50nm diameter micro powder is mixed in a volume ratio of 3: 1-5: 1 A hybrid flip chip package substrate characterized in that it is dispersed in the form of a polymer ceramic composite having a high dielectric constant of about 20 to 60. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 절연층의 두께는 10um이내인 것을 특징으로 하는 하이브리드 플립칩 패키지 기판.The thickness of the second insulating layer is a hybrid flip chip package substrate, characterized in that less than 10um. 코어층의 양측에 전원층을 형성하고 층간 도통을 위한 도통홀을 형성하는 제 1 단계; Forming a power supply layer on both sides of the core layer and forming a through hole for interlayer conduction; 상기 도통홀을 잉크로 충진하고 경화된 잉크를 연마하는 제 2 단계;A second step of filling the through hole with ink and polishing the cured ink; 고유전율의 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 재료를 적층하는 제 3 단계; 및 Stacking a high capacity hybrid material composed of a high dielectric constant ceramic powder and a resin; And 상기 제 3 단계의 절연층이 적층된 위에 접지층을 형성한 후에 블라인드 비아홀을 형성하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 제조방법.And a fourth step of forming a blind via hole after the ground layer is formed on the insulating layer of the third step. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2 단계는, The second step, 상기 코어층의 내부에 형성된 도통홀을 빛경화형 잉크로 충진하는 제 2-1 단계;A step 2-1 of filling the through hole formed in the core layer with photocurable ink; 상기 제 2-1 단계의 도통홀에 충진된 잉크를 경화시키는 제 2-2 단계; 및Step 2-2 of curing the ink filled in the through hole of the step 2-1; And 상기 제 2-2 단계에서 잉크가 경화된 이후에 세라믹 버퍼를 사용하여 연마하여 전원층을 노출시키는 제 2-3 단계를 포함하여 이루어진 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 제조방법.And a second step of exposing the power layer by polishing using a ceramic buffer after the ink is cured in step 2-2. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 3 단계는 고유전율의 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 필름을 적층하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 제조방법.The third step is a method of manufacturing a hybrid flip chip package substrate, characterized in that for stacking a high capacity hybrid film consisting of a high dielectric constant ceramic powder and a resin. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제 3 단계는 고유전율의 세라믹 파우더와 수지로 구성된 고용량의 하이브리드 페이스트(paste)를 프린팅하여 적층하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 플립칩 패키지 기판의 제조방법.The third step is a method for manufacturing a hybrid flip chip package substrate, characterized in that by printing and stacking a high capacity hybrid paste consisting of a high dielectric constant ceramic powder and a resin.
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