KR100668847B1 - 패키지 스택 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적층되는 패키지의 형태에 따라 다양한 구조의 패키지를 제작할 수 있는 패키지 스택에 관한 것이다. 이러한 패키지 스택은, 상면 중앙에 본드 핑거가 형성되고, 양측 외곽에 상기 본드 핑거와 일대일 연결되는 비아 홀이 형성된 상부 및 하부 기판으로 구성되며, 상기 상부 및 하부 기판 사이에 패키지가 삽입되는 공간을 유지한 채로 각각의 비아 홀을 상호 연결시키는 전달부를 구비하는 기판; 상기 기판에 형성된 공간에 삽입되며, 솔더 볼을 통해 상기 하부 기판의 본드 핑거와 전기적으로 접속되는 제 1 패키지; 상기 기판 상부에 위치하며, 솔더 볼을 통해 상기 상부 기판의 본드 핑거와 전기적으로 접속되는 제 2 패키지; 및 상기 하부 기판의 하부면에 위치한 볼 랜드 상에 형성되는 솔더 볼;을 포함하며, 상기 전달부는, 서로 겹쳐진 다수의 전달층을 구비하고, 상기 각각의 전달층은 서로 교대로 배열되는 다수의 판형 메탈 및 판형 비전도성 물질을 포함하며, 각각의 전달층의 양면에는 한 쌍의 비전도성 박막이 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.

Description

패키지 스택{Package stack}

도 1은 본 발명에 따른 패키지 스택 제품의 부분 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 패키지 스택 제품의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 전달부의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 전달층의 구성도.

도 5는 전달부와 상부 및 하부 기판 간의 접합 구조를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 판형 메탈의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110: 상부 기판 111,121: 비아 홀

120: 하부 기판 130: 전달부

131: 전달층 132: 비전도성 박막

133: 판형 메탈 134: 판형 비전도성 물질

본 발명은 패키지 스택에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 적층되는 패키지의 형태에 따라 다양한 구조의 패키지를 제작할 수 있는 패키지 스택에 관한 것이다.

최근 전기·전자 제품의 소형화와 더불어 고성능화가 요구됨에 따라, 고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 다양한 기술들이 연구 개발되고 있다. 고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 방법으로서는 메모리 칩의 용량 증대, 다시 말해, 메모리 칩의 고집적화를 들 수 있으며, 이러한 고집적화는 한정된 반도체 칩의 공간 내에 보다 많은 수의 셀을 집적해 넣는 것에 의해 실현될 수 있다. 그러나, 이와 같은 메모리 칩의 고집적화는 정밀한 미세 선 폭을 요구하는 등, 고난도의 기술과 많은 개발 시간을 필요로 한다.

이에 따라, 고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 다른 방법으로서 스택(stack) 기술이 제안되었으며, 이러한 스택 패키지는 하나의 패키지에 두 개 이상의 반도체 칩을 스택하는 방식, 또는 두 개 이상의 패키지들을 스택하는 방식을 통해 제조되고 있다.

그런데, 두개 이상의 반도체 칩을 스택하는 방식은 한개의 반도체 칩에서만 페일(fail)이 발생해도 스택된 패키지 자체가 페일이 되며, 리워크(rework)가 힘들다. 반면, 반도체 칩 각각이 하나의 패키지로 제작된 후, 이를 스택하는 패키지 스택의 경우, 스택 후 한개의 반도체 칩에서 페일이 발생하더라도 리워크가 가능함에 따라, 스택 분야에 더욱 폭넓게 적용할 수 있다.

그에 따라, 현재까지 상기 패키지 스택에 대한 다양한 발명들이 제안되었다. 핀(pin)이나 볼(ball) 등을 이용하여 개별 패키지의 상호연결 구조를 형성하는 기 발명된 구조는 형태나 크기 등에 대해 어느 정도 제약이 따를 수 밖에 없다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 선행 기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 적층되는 패키지의 형태에 따라 다양한 구조의 패키지를 제작할 수 있는 패키지 스택을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일면에 따라, 패키지 스택이 제공되며, 이러한 패키지 스택은, 상면 중앙에 본드 핑거가 형성되고, 양측 외곽에 상기 본드 핑거와 일대일 연결되는 비아 홀이 형성된 상부 및 하부 기판으로 구성되며, 상기 상부 및 하부 기판 사이에 패키지가 삽입되는 공간을 유지한 채로 각각의 비아 홀을 상호 연결시키는 전달부를 구비하는 기판; 상기 기판에 형성된 공간에 삽입되며, 솔더 볼을 통해 상기 하부 기판의 본드 핑거와 전기적으로 접속되는 제 1 패키지; 상기 기판 상부에 위치하며, 솔더 볼을 통해 상기 상부 기판의 본드 핑거와 전기적으로 접속되는 제 2 패키지; 및 상기 하부 기판의 하부면에 위치한 볼 랜드 상에 형성되는 솔더 볼;을 포함하며, 상기 전달부는, 서로 겹쳐진 다수의 전달층을 구비하고, 상기 각각의 전달층은 서로 교대로 배열되는 다수의 판형 메탈 및 판형 비전도성 물질을 포함하며, 각각의 전달층의 양면에는 한 쌍의 비전도성 박막이 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 구성에서, 상기 전달부 상의 다수의 판형 메탈은 상기 상부 기판 및 하 부 기판의 비아 홀과 접속되어, 상호 도통시킨다.

(실시예)

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 스택을 설명하기 위한 도면으로써, 도 1 에는 패키지 스택 제품의 부분 단면도를 도시하며, 도 2 에는 패키지 스택 제품의 단면도를 도시한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 패키지 스택은, 상부 기판(110), 하부 기판(120), 및 상부 기판(110)과 하부 기판(120)을 전기적으로 연결하는 전달부(130)를 포함하는 기판(100)에 제 1 패키지(200)가 삽입되어 솔더 볼(210)을 통해 하부 기판(120)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상부 기판(110) 상부에는 제 2 패키지(300)가 위치하며, 솔더 볼(310)을 통해 상부 기판(110)과 제 2 패키지(300) 전기적으로 상호 연결된다. 아울러, 하부 기판(120)의 볼 랜드(도시안됨)상에는 외부와의 연결을 위한 실장용 솔더 볼(140)이 부착된다.

상부 기판(110) 및 하부 기판(120)은 상면 중앙에 패키지가 실장되는 본드 핑거(도시안됨)가 위치하며, 양측 외곽에 상기 본드 핑거와 내부 패턴(도시안됨)을 통해 일대일 연결되는 비아 홀(111)을 구비한다. 이와 같은, 상부 기판(110) 상의 비아 홀(111)과 하부 기판(120) 상의 비하 홀(도시안됨)은 전달부(130)를 통해 상호 연결된다. 따라서, 상부 기판(110) 및 하부 기판(120)의 본드 핑거(도시안됨)는 비아 홀(111)과 전달 부(130)를 매개로 상호 전기적으로 연결되게 되고, 이에 따라, 제 1 패키지(200)와 제 2 패키지(300)의 동일 핀들은 상호 연결된다.

도 3에는 전달부의 구성도를 도시한다.

도시한 바와 같이, 전달부(130)는 다수의 전달층(131)이 포개져서 구성되며, 각각의 전달층(131)의 양면에는 한쌍의 비전도성 박막(132)이 각각 위치된다.

도 4를 참조하면, 전달층(131)은 서로 교대로 배열되는 다수의 판형 메탈(133) 및 판형 비전도성 물질(134)을 포함하며, 판형 메탈(133) 및 판형 비전도성 물질(134)의 배치 및 형태에 따라서 다양한 구조를 가진다. 여기서, 판형 메탈(133)은 적층되는 패키지 간의 전기적 통로가 되고, 판형 비전도성 물질(134)은 각 판형 메탈(133) 사이에 위치하여 판형 메탈(133) 간 쇼트(short) 및 기타 전기적 간섭이나 방해 현상이 발생하는 것을 방지한다. 특히, 전달층(131) 양쪽 끝부분에는 판형 메탈(133)이 외부 환경으로부터 간섭이나 손상되는 것을 방지하기 위해 판형 비전도성 물질(134)이 배치된다.

비전도성 박막(132)은 각 전달층(131) 사이에 개재되어, 이웃하게 배치되는 전달층(131) 상에서 판형 메탈(133) 간의 쇼트 및 기타 전기적 간섭이나 방해 현상이 발생하는 것을 방지한다. 특히, 전달부(130) 양 가장자리에는 전달층(131)이 외부 환경으로부터 간섭이나 손상되는 것을 방지하기 위해 비전도성 박막(132)이 배치된다. 여기서, 전달층(131)과 비전도성 박막(132) 간의 접합은 접착 물질 사용, 접착성 비전도성 박막 사용 및 열이나 압력 등의 물리적 방법을 통해 실시된다.

아울러, 도 5를 참조하여, 전달부(130)와 상부 및 하부 기판(110,120) 간의 접합 구조를 살펴보기로 한다.

도시한 바와 같이, 전달부(130)와 상부 및 하부 기판(110,120) 간의 접합은 기판 상의 비아 홀(111,121)과 전달부(130)의 판형 메탈(133)을 통해 이루어진다.

비아 홀(111,121)과 판형 메탈(133) 간의 접합은, 리플로우(reflow) 또는 판형 메탈(133)의 위, 아래 즉, 양쪽 끝부분과 이와 접하는 비아 홀(111,121)에 열압력을 가함으로써 실시된다. 여기서, 판형 메탈(133)과 접합되는 비아 홀(11,112)은 도면상 원형으로 구현되었지만, 판형 메탈(133)의 크기 및 모양에 따라 타원 또는 사각형과 같은 다양한 모양으로 구현할 수 있다. 이와 마찬가지로, 판형 메탈(133) 또한 다양한 형태로 적용 가능하다. 이를, 도 6을 참조하여 살펴보면, 판형 메탈(133)은 양측 끝 부분을 접어 'ㄷ'자 형으로 만듦으로써, 비아 홀(111,121)과의 접합 면을 증대시켰다. 덧붙여, 판형 메탈(133)은 상기와 같이 형태를 변형하는 방법으로 'ㄱ'자, 'ㄴ'자 등과 같이 다양한 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 상기한 바와 같은 구성에 따라, 적층되는 패키지의 리페어가 가능하며, 또한 전달부의 구조의 변경을 실시함으로써, 적층되는 패키지의 형태에 따라 다양한 구조의 패키지를 제작할 수 있다.

본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 바령이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (3)

1. 상면 중앙에 본드 핑거가 형성되고, 양측 외곽에 상기 본드 핑거와 일대일 연결되는 비아 홀이 형성된 상부 및 하부 기판으로 구성되며, 상기 상부 및 하부 기판 사이에 패키지가 삽입되는 공간을 유지한 채로 각각의 비아 홀을 상호 연결시키는 전달부를 구비하는 기판;

   상기 기판에 형성된 공간에 삽입되며, 솔더 볼을 통해 상기 하부 기판의 본드 핑거와 전기적으로 접속되는 제 1 패키지;

   상기 기판 상부에 위치하며, 솔더 볼을 통해 상기 상부 기판의 본드 핑거와 전기적으로 접속되는 제 2 패키지; 및

   상기 하부 기판의 하부면에 위치한 볼 랜드 상에 형성되는 솔더 볼;을 포함하며,

   상기 전달부는, 서로 겹쳐진 다수의 전달층을 구비하고, 상기 각각의 전달층은 서로 교대로 배열되는 다수의 판형 메탈 및 판형 비전도성 물질을 포함하며, 각각의 전달층의 양면에는 한 쌍의 비전도성 박막이 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 패키지 스택.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전달부 상의 다수의 판형 메탈은 상기 상부 기판 및 하부 기판의 비아 홀과 접속되어 상호 도통시키는 것을 특징으로 하는 패키지 스택.

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