KR100744138B1 - 볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법 - Google Patents

볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100744138B1
KR100744138B1 KR1020060056550A KR20060056550A KR100744138B1 KR 100744138 B1 KR100744138 B1 KR 100744138B1 KR 1020060056550 A KR1020060056550 A KR 1020060056550A KR 20060056550 A KR20060056550 A KR 20060056550A KR 100744138 B1 KR100744138 B1 KR 100744138B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hole
conductive
bond pad
circuit board
layer
Prior art date
Application number
KR1020060056550A
Other languages
English (en)
Inventor
이종호
김영룡
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060056550A priority Critical patent/KR100744138B1/ko
Priority to US11/764,072 priority patent/US7745907B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100744138B1 publication Critical patent/KR100744138B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/04Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H01L23/055Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body the leads having a passage through the base
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H01L23/3128Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H01L21/563Encapsulation of active face of flip-chip device, e.g. underfilling or underencapsulation of flip-chip, encapsulation preform on chip or mounting substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/04Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/045Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads having an insulating passage through the base
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/0401Bonding areas specifically adapted for bump connectors, e.g. under bump metallisation [UBM]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0556Disposition
    • H01L2224/05568Disposition the whole external layer protruding from the surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061Disposition
    • H01L2224/0612Layout
    • H01L2224/0613Square or rectangular array
    • H01L2224/06134Square or rectangular array covering only portions of the surface to be connected
    • H01L2224/06136Covering only the central area of the surface to be connected, i.e. central arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/113Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1133Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in solid form
    • H01L2224/11332Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in solid form using a powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16104Disposition relative to the bonding area, e.g. bond pad
    • H01L2224/16105Disposition relative to the bonding area, e.g. bond pad the bump connector connecting bonding areas being not aligned with respect to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16108Disposition the bump connector not being orthogonal to the surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16237Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83194Lateral distribution of the layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/90Methods for connecting semiconductor or solid state bodies using means for bonding not being attached to, or not being formed on, the body surface to be connected, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/9202Forming additional connectors after the connecting process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/90Methods for connecting semiconductor or solid state bodies using means for bonding not being attached to, or not being formed on, the body surface to be connected, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01021Scandium [Sc]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01028Nickel [Ni]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/0103Zinc [Zn]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01041Niobium [Nb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01047Silver [Ag]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01078Platinum [Pt]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/014Solder alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

반도체 패키지 및 그의 제조방법을 제공한다. 상기 반도체 패키지는 반도체 칩 및 회로기판을 구비한다. 상기 반도체 칩은 본드 패드를 갖는다. 상기 회로기판은 관통홀을 갖는 베이스 기판 및 상기 관통홀의 측벽 상에 배치된 도전막 패턴을 구비한다. 상기 관통홀은 상기 본드 패드에 정렬되어 상기 본드 패드를 노출시킨다. 상기 관통홀 내에 상기 도전막 패턴과 상기 본드 패드를 전기적으로 연결하는 접속체가 위치한다. 상기 접속체 상에 상기 접속체를 덮는 봉지층이 배치된다.

Description

볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법{BGA semiconductor package and method of fabricating the same}
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
CB : 회로기판 100 : 베이스 기판
TH : 관통홀 105 : 도전막 패턴
105a : 경로부 105b : 솔더볼 랜드부
125 : 솔더 마스크 240 : 솔더볼
SC : 반도체 칩 200 : 반도체 기판
210 : 본드 패드 250 : 몰딩층
221, 222, 223, 224 : 접속체 230 : 봉지층
115 : 저융점 금속막 215 : 반응성 금속막
116, 216 : 시드 금속층
본 발명은 반도체 패키지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 제품에 대한 소형화가 가속화됨에 따라, 반도체 칩 자체의 고집적화와 더불어, 반도체 패키지의 경박단소화가 요구되고 있다. 이를 위해, 패키지의 실장 수단으로서 솔더볼을 사용하는 솔더볼 패키지, 예를 들어 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array; 이하, BGA라 한다) 패키지의 개발이 진행되고 있다. 이러한 BGA 패키지의 종류로는 일반 BGA 패키지, BoC(Board on Chip) 패키지, 플립 칩 패키지(filp chip package)가 있다.
상기 일반 BGA 패키지는 회로기판과 상기 회로기판 상에 위치하는 반도체 칩을 구비하고, 상기 반도체 칩의 본드 패드와 상기 회로기판 상의 본드 핑거(bond finger)는 금속선(metal wire)에 의해 전기적으로 연결된다. 이러한 일반 BGA 패키지는 상기 본드 핑거가 상기 반도체 칩이 위치한 부분의 외곽에 위치하여야 하므로, 상기 회로기판의 크기 축소 및 그에 따른 패키지 크기 축소에 한계가 있을 수 있다. 또한, 상기 금속선은 대부분 금선이어서 패키지 제조 단가가 높은 단점이 있다.
상기 BoC 패키지는 윈도우를 구비하는 회로기판 및 상기 윈도우 내에 노출된 본드 패드를 구비하는 반도체 칩을 포함한다. 또한, 상기 회로기판은 상기 반도체 칩과 맞닿는 면의 반대면 상에 배치된 본드 핑거를 구비한다. 상기 본드 패드와 상기 본드 핑거는 금속선에 의해 전기적으로 연결된다. 그러나, 상기 윈도우는 상기 금속선을 형성하기 위한 금속선 본딩 설비의 캐필러리(capillary)가 작업가능할 정도로 넓어야 한다. 따라서, 상기 윈도우의 크기로 인해 상기 회로기판의 크기 축소 및 그에 따른 패키지 크기 축소에 한계가 있을 수 있다. 또한, 일반 BGA 패키지와 마찬가지로 상기 금속선은 대부분 금선이어서 패키지 제조 단가가 높은 단점이 있다.
한편, 상기 플립 칩 패키지를 제조하기 위해서는 반도체 칩의 본드 패드 상에 금속 돌기를 형성하고, 상기 금속 돌기가 형성된 반도체 칩을 뒤집어서 회로기판 상에 접합시킨다. 그러나, 이러한 플립 칩 패키지를 제조하는 대부분의 공정이 고온을 필요로 한다는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 패키지를 극소형화할 수 있으면서도 제조단가를 최소화할 수 있는 반도체 패키지 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 반도체 패키지를 제공한다. 상기 반도체 패키지는 반도체 칩 및 회로기판을 구비한다. 상기 반도체 칩은 본드 패드를 갖는다. 상기 회로기판은 관통홀을 갖는 베이스 기판 및 상기 관통홀의 측벽 상에 배치된 도전막 패턴을 구비한다. 상기 관통홀은 상기 본드 패드에 정렬되어 상기 본드 패드를 노출시킨다. 상기 관통홀 내에 상기 도전막 패턴과 상기 본드 패드를 전기적으로 연결하는 접속체가 위치한다. 상기 접속체 상에 상기 접속체를 덮는 봉지층이 배치된다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 반도체 패키지의 제조방법을 제공한다. 먼저, 관통홀을 구비하는 베이스 기판 및 상기 관통홀의 측벽 상에 배치된 도전막 패턴을 구비하는 회로 기판을 제공한다. 본드 패드를 구비하는 반도체 칩을 제공한다. 상기 관통홀을 상기 본드 패드에 정렬시켜 상기 관통홀 내에 상기 본드 패드가 노출되도록 상기 회로기판과 상기 반도체 칩을 배치한다. 상기 도전막 패턴과 상기 본드 패드 사이에 접속체를 형성하여, 상기 도전막 패턴과 상기 본드 패드를 전기적으로 연결한다. 상기 접속체 상에 상기 접속체를 덮는 봉지층을 형성한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
제1 실시예
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 회로기판(CB)을 제공한다.
상기 회로기판(CB)을 제조하기 위해서는 먼저, 베이스 기판(100) 내에 상기 베이스 기판(100)을 관통하는 관통홀(TH)을 형성한다. 상기 관통홀(TH)은 후술하는 반도체 칩의 본드 패드의 위치 및 개수에 대응하여 형성된다. 이 때, 상기 베이스 기판(100)은 그의 양면 상에 도금막(미도시)이 적층된 도금막 적층판일 수 있다. 상기 베이스 기판(100)의 상하부면 및 상기 관통홀(TH) 내의 측벽들 상에 도전막을 적층한다. 상기 도전막을 적층하는 것은 도금법을 사용하여 수행할 수 있다.
상기 도전막 상에 포토리소그라피법을 사용하여 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 도전막을 식각한다. 그 결과, 도전막 패턴(105)이 형성된다. 상기 도전막 패턴(105)은 상기 관통홀(TH)의 측벽 상에 배치되고, 상기 베이스 기판(100)의 상하부면 상으로 소정 길이만큼 연장될 수 있다. 나아가, 상기 도전막 패턴(105)은 상기 관통홀(TH)의 측벽을 덮도록 형성할 수 있다.
상기 도전막 패턴(105)이 상기 베이스 기판(100)의 하부면 상으로 연장된 부 분 중 일부는 후술하는 솔더볼이 접합되는 솔더볼 랜드부(105b)일 수 있고, 상기 관통홀(TH)의 측벽 상에 배치된 부분은 후술하는 반도체 칩으로부터 전기적 신호를 상기 솔더볼 랜드부(105b)로 전달하는 경로부(105a)일 수 있다. 상기 도전막 패턴(105)의 다른 부분들은 회로패턴을 형성할 수 있다.
상기 도전막 패턴(105)이 형성된 상기 베이스 기판(100)의 상하부면 상에 솔더볼 마스크(125)를 형성한다. 상기 솔더볼 마스크(125)는 상기 솔더볼 랜드부(105b)를 노출시키는 개구부를 구비한다. 상기 솔더볼 마스크(125)를 형성한 경우에도 상기 경로부(105a)는 상기 관통홀(TH)의 측벽 상에 노출된다.
도 1b를 참조하면, 반도체 칩(SC)을 제공한다. 상기 반도체 칩(SC)은 반도체 기판(200) 상에 형성된 본드 패드(210)를 구비한다. 상기 반도체 칩(SC)은 도시된 바와 같이 반도체 칩(SC)의 가운데에 본드 패드(210)가 형성된 센터 패드형(center pad type)일 수 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 회로기판(CB)의 상부면에 위치한 솔더 마스크(125) 상에 접착층(190)을 형성한다. 상기 접착층(190)을 형성하는 것은 프린팅법(printing method) 또는 디스펜싱법(dispensing method)을 사용하여 수행할 수 있다.
이 후, 상기 접착층(190) 상에 상기 반도체 칩(SC)을 플립하여 배치시킨다. 이 때, 상기 관통홀(TH)을 상기 본드 패드(210)에 정렬시키되, 상기 관통홀(TH) 내에 상기 본드 패드(210)가 노출되도록 한다.
이어서, 상기 접착층(190)을 매개로 하여 상기 회로기판(CB)과 상기 반도체 칩(SC)을 접합시키고, 상기 접착층(190)이 일정 수준의 접착력을 갖도록 큐어링한다.
도 1d를 참조하면, 상기 회로기판(CB)과 상기 반도체 칩(SC)을 구비하는 구조체를 뒤집은 후, 상기 관통홀(TH) 내에 노출된 상기 도전막 패턴의 상기 경로부(105a)와 상기 본드 패드(210)를 전기적으로 연결하는 접속체(221)을 형성한다.
상기 접속체(221)는 적어도 상기 관통홀(TH)의 하부 측벽 상의 도전막 패턴 즉, 상기 경로부(105a)와 상기 본드 패드(210) 사이에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 접속체(221)은 전도성 입자(221)일 수 있다. 이 때, 상기 전도성 입자(221)는 상기 관통홀(TH)의 하부 일부에만 위치할 수 있다.
상기 전도성 입자(221)는 전도성 접착제에 포함된 입자 또는 전도성 파우더일 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 입자는 솔더, 은, 니켈, 납 또는 이들의 합금일 수 있으며, 상기 전도성 접착제는 은 에폭시일 수 있다. 이러한 전도성 입자(221)은 젯팅법(jetting method)을 사용하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 접속체(221) 상에 상기 접속체(221)을 덮는 봉지층(230)을 형성한다. 상기 봉지층(230)은 프린팅법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
도 1e를 참조하면, 상기 반도체 칩(SC)을 몰딩하는 몰딩재(250)를 형성한다. 상기 몰딩재(250)는 에폭시 수지 등을 함유할 수 있다.
이어서, 상기 회로기판(CB)의 상부에 노출된 솔더볼 랜드부(105a) 상에 솔더볼(240)을 형성한다. 상기 솔더볼(240)은 먼저 솔더볼 랜드부(105a) 상에 놓여진 후, 리플로우 공정에 의해 상기 솔더볼 랜드부(105a)에 합착될 수 있다. 이로써, 반도체 패키지가 완성된다.
상술한 바와 같이, 상기 반도체 칩(SC)의 본드 패드(210)는 상기 접속체(221), 상기 관통홀(TH) 내의 상기 경로부(105a) 및 상기 솔더볼 랜드부(105b)를 차례로 경유하여 상기 솔더볼(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 상기 경로부(105a)는 일반 BGA 패키지 및 BoC(Board on Chip) 패키지에서의 본드 핑거와 유사한 역할을 하며, 또한 상기 접속체(221)은 일반 BGA 패키지 및 BoC(Board on Chip) 패키지에서의 금선과 같은 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 경로부(105a)는 상기 관통홀(TH)의 측벽 상에 형성됨으로써, 상기 경로부(105a)를 형성하기 위해서 일반 BGA 패키지의 본드 핑거와 같이 회로기판 상에 추가적인 영역을 확보할 필요가 없다. 또한, 상기 경로부(105a)와 상기 본드 패드(210) 사이의 거리가 비교적 짧아 금선을 사용할 필요가 없어, BoC(Board on Chip) 패키지에서의 윈도우와 같이 그의 크기에 제한을 받을 필요가 없다. 따라서, 회로기판의 크기를 대폭 축소할 수 있으며, 이에 따라 패키지 크기가 극소화될 수 있다. 이에 더하여, 상술한 바와 같이 금선을 사용할 필요가 없어 공정단가의 절감을 이룰 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 반도체 패키지를 제조하기 위해서 플립 칩 패키지에서와 같이 많은 고온공정이 필요하지 않다.
나아가, 상기 접속체(221) 상에 봉지층(230)을 형성함으로써, 상기 접속체(221)을 외부의 물리적 충격, 습기 또는 전기적 방해 등으로부터 보호할 수 있다.
제2 실시예
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 따른 반도체 패키지는 후술하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1e을 참조하여 설명한 반도체 패키지와 유사하다.
도 2를 참조하면, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명한 방법에 따라 제조한 회로기판(CB)과 상기 회로기판(CB) 상에 접합된 반도체 칩(SC)을 구비하는 구조체를 제공한다.
이어서, 관통홀(TH) 내에 노출된 상기 도전막 패턴의 상기 경로부(105a)와 상기 본드 패드(210)를 전기적으로 접속시키는 접속체(222)을 형성하되, 상기 접속체(222)은 다수 개의 전도성 입자(222)일 수 있다. 상기 다수 개의 전도성 입자(222)는 상기 관통홀(TH)을 채울 수 있다. 이러한 전도성 입자(222)는 전도성 접착제에 함유된 입자이거나, 전도성 파우더일 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 입자(222)는 솔더, 은, 니켈, 납 또는 이들의 합금일 수 있고, 상기 전도성 접착제는 은 에폭시일 수 있다. 이러한 전도성 입자(222)는 프린팅법 또는 젯팅법을 사용하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 접속체(222) 상에 상기 접속체(222)을 덮는 봉지층(230)을 형성한다. 따라서, 상기 접속체(222)은 상기 봉지층(230)에 의해 봉지되어, 외부의 물리적 충격, 습기, 전기적 방해 등으로부터 보호될 수 있다.
이어서, 도 1e를 참조하여 설명한 바와 같이, 몰딩재(250) 및 솔더볼(240)을 형성하여 반도체 패키지를 완성할 수 있다.
제3 실시예
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 나타낸 단면도들이다. 본 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법은 후술하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1e을 참조하여 설명한 반도체 패키지의 제조방법과 유사하다.
도 3a를 참조하면, 상기 관통홀(TH) 내에 노출된 도전막 패턴 즉, 도전막 패턴의 경로부(105a) 상에 저융점 금속막(115)을 형성한다. 상기 저융점 금속막(115)은 상기 도전막 패턴(105) 및 반도체 칩(SC)에 구비된 본드 패드(도 3b의 210)에 비해 융점이 낮은막으로, 예를 들어 솔더막일 수 있다. 상기 저융점 금속막(115)을 형성하는 것은 도금법 또는 제팅법을 사용하여 수행할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본드 패드(210) 상에 반응성 금속막(215)을 형성할 수 있다. 상기 반응성 금속막(215)은 상기 저융점 금속막(115)과의 반응이 용이한 막으로, 금막 또는 금/니켈 합금막일 수 있다. 상기 반응성 금속막을 형성하는 것은 도금법 또는 제팅법을 사용하여 수행할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 상기 저융점 금속막(115)이 형성된 회로기판(CB)과 상기 반응성 금속막(215)이 형성된 반도체 칩(SC)을 접합층(190)을 매개로 하여 접합한다.
도 3d를 참조하면, 상기 회로기판(CB)과 상기 반도체 칩(SC)을 구비하는 구조체를 열처리하여, 상기 저융점 금속막(115)을 리플로우(reflow)시킨다. 이 때, 상기 리플로우된 저융점 금속막(115)은 상기 반응성 금속막(215)과 반응하여 금속결합(metallic bond)을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 저융점 금속막(115)과 상기 반응성 금속막(215) 사이에 상기 본드 패드(210)와 상기 경로부(105a)를 접속시키는 접속체(223)가 형성된다. 이러한 접속체(223)는 금속 결합에 의해 형성되므로, 상기 접속체(223)를 통해 상기 본드 패드(210)와 상기 경로부(105a) 사이의 전기적 연결이 더욱 원활해 질 수 있다.
도 3e를 참조하면, 도 1e를 참조하여 설명한 바와 같이, 몰딩재(250) 및 솔더볼(240)을 형성하여 반도체 패키지를 완성할 수 있다.
본 실시예에서는 도전막 패턴의 경로부(105a) 상에 저융점 금속막(115)을 형성하고, 본드 패드(210) 상에 반응성 금속막(215)을 형성한 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 상기 저융점 금속막(115)은 상기 본드 패드(210) 상에 형성될 수 있고, 상기 반응성 금속막(215)은 상기 도전막 패턴의 경로부(105a) 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 반응성 금속막(215)을 형성하는 것은 생략될 수도 있다. 이 경우, 상기 접속체(223)는 상기 리플로우된 저융점 금속막(115)과 본드 패드(210) 사이에 형성되어, 상기 경로부(105a)과 본드 패드(210)를 전기적으로 연결시킨다.
제4 실시예
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 나타낸 단면도들이다. 본 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법은 후술하 는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1e을 참조하여 설명한 반도체 패키지의 제조방법과 유사하다.
도 4a를 참조하면, 상기 관통홀(TH) 내에 노출된 도전막 패턴 즉, 도전막 패턴의 경로부(105a) 상에 제1 시드 금속층(116)을 형성한다.
도 4b를 참조하면, 본드 패드(210) 상에 제2 시드 금속층(216)을 형성한다. 상기 시드 금속층들(116, 216)은 서로에 관계없이 니켈막, 납막 또는 아연막일 수 있다.
도 4c를 참조하면, 상기 제1 시드 금속층(116)이 형성된 회로기판(CB)과 상기 제2 시드 금속층(216)이 형성된 반도체 칩(SC)을 접합층(190)을 매개로 하여 접합한다.
도 4d를 참조하면, 상기 회로기판(CB)과 상기 반도체 칩(SC)을 구비하는 구조체를 도금욕(plating bath)에 침지시킨다. 그 결과, 상기 시드 금속층들(116, 216) 사이에 도금층(224) 즉, 접속체가 형성된다. 상기 도금욕은 니켈, 구리 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 나아가, 상기 도금욕은 무전해 도금욕일 수 있으며, 이 경우 상기 도금층은 무전해 도금층일 수 있다.
도 4e를 참조하면, 도 1e를 참조하여 설명한 바와 같이, 몰딩재(250) 및 솔더볼(240)을 형성하여 반도체 패키지를 완성할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 관통홀의 측벽 상에 도전막 패턴을 형성하고, 상기 도전막 패턴을 반도체 칩의 본드 패드와 접속체를 통해 연결시키되, 상기 접속체를 상기 관통홀 내에 형성된 전도성 입자, 리플로우된 저융점 금속막 또는 도금층을 사용하여 형성함으로써, 회로기판의 크기를 대폭 축소할 수 있으며, 이에 따라 패키지 크기가 극소화될 수 있다. 이에 더하여, 금선을 사용할 필요가 없어 공정단가의 절감을 이룰 수 있다. 나아가, 상기 접속체 상에 봉지층을 형성함으로써, 상기 접속체를 외부의 물리적 충격, 습기 또는 전기적 방해 등으로부터 보호할 수 있다.

Claims (20)

  1. 본드 패드를 구비하는 반도체 칩;
    상기 본드 패드에 정렬되어 상기 본드 패드를 노출시키는 관통홀을 구비하는 베이스 기판 및 상기 관통홀의 측벽 상에 배치된 도전막 패턴을 구비하는 회로 기판;
    상기 관통홀 내에 위치하고, 상기 도전막 패턴과 상기 본드 패드를 전기적으로 연결하는 접속체; 및
    상기 접속체 상에 배치되어 상기 접속체를 덮는 봉지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속체는 전도성 입자인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전도성 입자는 솔더(solder), 은(Ag), 니켈(Ni) 또는 납(Pb)인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전도성 입자는 상기 관통홀의 하부 일부에만 위치하고,
    상기 관통홀은 상기 봉지층에 의해 채워지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 전도성 입자는 다수 개로서 상기 관통홀을 채우는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀 내에 위치한 상기 도전막 패턴 및 상기 본드 패드 중 어느 하나 상에 배치된 저융점 금속막을 더 포함하고,
    상기 접속체는 상기 저융점 금속막이 리플로우되어 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전막 패턴 및 상기 본드 패드 중 나머지 하나 상에 배치되고, 상기 리플로우된 저융점 금속막과 반응하여 금속결합을 형성하는 반응성 금속막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀 내의 상기 도전막 패턴 상에 위치한 제1 시드 금속층; 및 상기 본드 패드 상에 위치한 제2 시드 금속층을 더 포함하고,
    상기 접속체는 상기 제1 시드 금속층과 상기 제2 시드 금속층 사이에 형성된 도금층인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전막 패턴은 상기 베이스 기판의 일면 상으로 연장되어 솔더볼 랜드를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전막 패턴은 상기 관통홀의 측벽을 덮는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 접속체는 적어도 상기 관통홀의 하부 측벽 상의 도전막 패턴과 상기 본드 패드 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  12. 관통홀을 구비하는 베이스 기판 및 상기 관통홀의 측벽 상에 배치된 도전막 패턴을 구비하는 회로 기판을 제공하는 단계;
    본드 패드를 구비하는 반도체 칩을 제공하는 단계;
    상기 관통홀을 상기 본드 패드에 정렬시켜 상기 관통홀 내에 상기 본드 패드 가 노출되도록 상기 회로기판과 상기 반도체 칩을 배치하는 단계;
    상기 도전막 패턴과 상기 본드 패드 사이에 접속체를 형성하여, 상기 도전막 패턴과 상기 본드 패드를 전기적으로 연결시키는 단계; 및
    상기 접속체 상에 상기 접속체를 덮는 봉지층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회로기판과 상기 반도체 칩을 배치하는 단계 이전에 상기 회로기판 상에 접착제를 도포하는 단계; 및
    상기 회로기판과 상기 반도체 칩을 배치하는 단계 이후에 상기 회로기판과 상기 반도체 칩을 상기 접착제를 매개로 접합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 도전막 패턴은 상기 베이스 기판의 일면 상으로 연장되어 솔더볼 랜드부를 형성하고,
    상기 봉지층을 형성하는 단계 이후에, 상기 솔더볼 랜드부 상에 솔더볼을 배치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 접속체를 형성하는 것은 상기 도전막 패턴과 상기 본드 패드 사이에 전도성 입자를 배치시킴으로써 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전도성 입자는 상기 관통홀의 하부 일부에만 위치하고,
    상기 봉지층은 상기 관통홀을 채우는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 전도성 입자는 다수 개로서, 상기 다수 개의 전도성 입자는 상기 관통홀을 채우는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 관통홀 내에 위치한 상기 도전막 패턴 및 상기 본드 패드 중 어느 하나 상에 저융점 금속막을 더 형성하고,
    상기 접속체는 상기 저융점 금속막을 리플로우함으로써 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 도전막 패턴 및 상기 본드 패드 중 나머지 하나 상에 반응성 금속막을 더 형성하고,
    상기 접속체는 상기 저융점 금속막을 리플로우하여 상기 반응성 금속막과 반응시킴으로써 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 회로기판은 상기 관통홀 내의 상기 도전막 패턴 상에 형성된 제1 시드 금속층을 더 구비하고,
    상기 반도체 칩은 상기 본드 패드 상에 형성된 제2 시드 금속층을 더 구비하고,
    상기 접속체는 상기 제1 시드 금속층과 상기 제2 시드 금속층을 시드로 사용하여 도금함으로써 형성되는 도금층인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
KR1020060056550A 2006-06-22 2006-06-22 볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법 KR100744138B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060056550A KR100744138B1 (ko) 2006-06-22 2006-06-22 볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법
US11/764,072 US7745907B2 (en) 2006-06-22 2007-06-15 Semiconductor package including connector disposed in troughhole

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060056550A KR100744138B1 (ko) 2006-06-22 2006-06-22 볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100744138B1 true KR100744138B1 (ko) 2007-08-01

Family

ID=38601379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060056550A KR100744138B1 (ko) 2006-06-22 2006-06-22 볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7745907B2 (ko)
KR (1) KR100744138B1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8397380B2 (en) * 2009-06-01 2013-03-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Controlling warpage in BGA components in a re-flow process
CN101958305B (zh) * 2010-09-04 2012-09-19 江苏长电科技股份有限公司 双面图形芯片正装模组封装结构及其封装方法
CN101958303B (zh) * 2010-09-04 2012-09-05 江苏长电科技股份有限公司 双面图形芯片正装单颗封装结构及其封装方法
CN102376672B (zh) * 2011-11-30 2014-10-29 江苏长电科技股份有限公司 无基岛球栅阵列封装结构及其制造方法
CN103928410B (zh) * 2013-01-11 2017-01-04 精材科技股份有限公司 封装结构及其制作方法
US20240153909A1 (en) * 2022-11-09 2024-05-09 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Hot via die attach jetting

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6717252B2 (en) 2001-12-28 2004-04-06 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device
JP2005085783A (ja) 2003-09-04 2005-03-31 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ボールグリッドアレイ半導体プラスチックパッケージ
JP2006041459A (ja) 2004-07-26 2006-02-09 Samsung Electro Mech Co Ltd Bgaパッケージ基板及びその製作方法
KR20060069086A (ko) * 2004-12-17 2006-06-21 삼성전기주식회사 윈도우를 구비한 볼 그리드 어레이 기판 및 그 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6013948A (en) * 1995-11-27 2000-01-11 Micron Technology, Inc. Stackable chip scale semiconductor package with mating contacts on opposed surfaces
KR20010061784A (ko) 1999-12-29 2001-07-07 박종섭 칩 스캐일 패키지 및 그의 제조 방법
KR20020001427A (ko) 2000-06-28 2002-01-09 박종섭 칩 스캐일 패키지
KR20020028020A (ko) 2000-10-06 2002-04-15 박종섭 칩 사이즈 패키지
US7453141B2 (en) * 2005-02-18 2008-11-18 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Semiconductor device package, method of manufacturing the same, and semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6717252B2 (en) 2001-12-28 2004-04-06 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device
JP2005085783A (ja) 2003-09-04 2005-03-31 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ボールグリッドアレイ半導体プラスチックパッケージ
JP2006041459A (ja) 2004-07-26 2006-02-09 Samsung Electro Mech Co Ltd Bgaパッケージ基板及びその製作方法
KR20060069086A (ko) * 2004-12-17 2006-06-21 삼성전기주식회사 윈도우를 구비한 볼 그리드 어레이 기판 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20070296067A1 (en) 2007-12-27
US7745907B2 (en) 2010-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100800478B1 (ko) 적층형 반도체 패키지 및 그의 제조방법
CN106711094B (zh) 半导体封装件及其制造方法
US6252298B1 (en) Semiconductor chip package using flexible circuit board with central opening
US7579690B2 (en) Semiconductor package structure
US9012789B1 (en) Stackable via package and method
JP5068990B2 (ja) 電子部品内蔵基板
US8450853B2 (en) Semiconductor device and a method of manufacturing the same, and an electronic device
US20060121719A1 (en) Method of manufacturing a circuit substrate and method of manufacturing an electronic parts packaging structure
JP4901458B2 (ja) 電子部品内蔵基板
US20030218250A1 (en) Method for high layout density integrated circuit package substrate
KR20100095268A (ko) 반도체 패키지 및 그 제조 방법
US11869829B2 (en) Semiconductor device with through-mold via
KR101944007B1 (ko) 반도체 패키지 및 그 제조방법
KR100744138B1 (ko) 볼 그리드 어레이 반도체 패키지 및 그의 제조방법
US7554197B2 (en) High frequency IC package and method for fabricating the same
JP2009094434A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP6713289B2 (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US9024439B2 (en) Substrates having bumps with holes, semiconductor chips having bumps with holes, semiconductor packages formed using the same, and methods of fabricating the same
KR20080045017A (ko) 금속 범프를 갖는 반도체 칩 패키지 및 그 제조방법
US8823183B2 (en) Bump for semiconductor package, semiconductor package having bump, and stacked semiconductor package
KR101394647B1 (ko) 반도체 패키지 및 그 제조방법
JP3781998B2 (ja) 積層型半導体装置の製造方法
KR101819558B1 (ko) 반도체 패키지 및 그 제조방법
KR100549299B1 (ko) 반도체패키지 및 그 제조 방법
KR100752648B1 (ko) 솔더 조인트 신뢰성이 개선된 반도체 패키지 및 그제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120706

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130701

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee