KR101067223B1 - Package substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패키지 기판을 개시한다. 패키지 기판은 코어층; 상기 코어층 상부에 배치된 제 1 내층 회로층; 상기 제 1 내층 회로층 상부에 배치된 제 1 내층 절연층; 상기 제 1 내층 절연층 상부에 배치되며 제 1 외층 패드를 구비한 제 1 외층 회로층; 상기 코어층 하부에 배치된 제 2 내층 회로층; 상기 제 2 내층 회로층 하부에 배치되며, 상기 제 1 내층 절연층과 다른 두께를 갖는 제 2 내층 절연층; 및 상기 제 2 내층 절연층 하부에 배치되며 제 2 외층 패드를 구비한 제 2 외층 회로층;을 포함할 수 있다.The present invention discloses a package substrate. The package substrate includes a core layer; A first inner layer circuit layer disposed on the core layer; A first inner layer insulating layer disposed on the first inner layer circuit layer; A first outer layer circuit layer disposed on the first inner layer insulating layer and having a first outer layer pad; A second inner layer circuit layer disposed below the core layer; A second inner layer insulating layer disposed below the second inner layer circuit layer and having a thickness different from that of the first inner layer insulating layer; And a second outer layer circuit layer disposed under the second inner layer insulating layer and having a second outer layer pad.
패키지, 절연층, 회로층, 두께, 열팽창, 휨 Package, insulation layer, circuit layer, thickness, thermal expansion, bending
Description
본 발명은 패키지 기판에 관한 것으로, 구체적으로 상, 하부에 서로 다른 두께를 갖는 내층 절연층 또는 내층 회로층을 구비하는 패키지 기판에 관한 것이다. The present invention relates to a package substrate, and more particularly, to a package substrate having an inner insulating layer or an inner circuit layer having different thicknesses on upper and lower portions thereof.
최근 전자제품이 소형화, 경량화되는 추세에 따라, 이에 구비되는 반도체 소자 부품 또한 소형화 및 박형화되는 추세에 있다. 이와 같은 기술 추세에 대응하기 위해서 반도체 소자를 패키지 기판에 실장하는 반도체 패키지의 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.Recently, as electronic products become smaller and lighter, semiconductor device components provided therein also tend to be smaller and thinner. In order to cope with such a technology trend, interest in the technology of a semiconductor package for mounting a semiconductor device on a package substrate is increasing.
이와 같은 반도체 패키지는 패키지 기판, 상기 패키지 기판 상면에 실장된 반도체 칩, 상기 반도체 칩을 밀봉하는 몰딩부재, 상기 패키지 기판 하면에 배치되어 상기 반도체 칩과 외부 회로부, 예컨대 메인보드 기판과 서로 전기적으로 연결하기 위한 솔더볼을 포함할 수 있다.The semiconductor package may include a package substrate, a semiconductor chip mounted on an upper surface of the package substrate, a molding member encapsulating the semiconductor chip, and a lower surface of the package substrate and electrically connected to the semiconductor chip and an external circuit unit such as a main board substrate. It may include a solder ball to.
패키지 기판은 순차적으로 적층된 회로층과 절연층을 포함할 수 있다. 이때, 패키지 기판의 코아층을 중심으로 상부 회로층은 하부 회로층에 비해 복잡한 회로 패턴 구조를 갖는다. 이에 따라, 상부 회로층은 하부 회로층에 비해 회로층을 형성하는 Cu의 잔존량이 적어지므로, 상부 절연층은 상대적으로 하부 절연층에 비해 절연층을 형성하는 절연수지의 충진량이 더 커질수 밖에 없다.The package substrate may include a circuit layer and an insulating layer that are sequentially stacked. At this time, the upper circuit layer centered around the core layer of the package substrate has a complicated circuit pattern structure compared to the lower circuit layer. Accordingly, since the upper circuit layer has a smaller amount of Cu remaining in the circuit layer than the lower circuit layer, the upper insulating layer has a larger filling amount of the insulating resin forming the insulating layer than the lower insulating layer.
여기서, 절연수지는 열가소성 수지로써, 열에 노출될 경우, 중합 반응으로 인해 상, 하부 절연층은 수축하게 될 수 있다.Here, the insulating resin is a thermoplastic resin, when exposed to heat, the upper and lower insulating layers may shrink due to the polymerization reaction.
이때, 상, 하부 절연층은 상, 하부 회로층의 패턴 차이로 인해 서로 다른 충진량을 가짐에 따라 가열공정, 예컨대 솔더링 공정 또는 몰딩공정에서의 열로 인해 서로 다른 수축률을 가지게 된다. 즉, 상부 절연층은 하부 절연층에 비해 큰 절연수지의 충진량을 가지게 되므로, 상부 절연층이 하부 절연층에 비해 큰 수축률을 가지게 된다. 이에 따라, 패키지 기판은 휨과 같은 변형을 야기할 수 있다.In this case, the upper and lower insulating layers have different filling amounts due to the pattern difference between the upper and lower circuit layers, and thus have different shrinkage rates due to heat in a heating process, for example, a soldering process or a molding process. That is, since the upper insulating layer has a larger filling amount of the insulating resin than the lower insulating layer, the upper insulating layer has a larger shrinkage than the lower insulating layer. As a result, the package substrate may cause deformation such as warping.
패키지 기판의 휨 문제는 반도체 칩과 패키지 기판간의 접합 불량 또는 패키지 기판과 메인보드 기판간의 접합 불량을 야기할 수 있어, 패키지의 신뢰성을 저하시킬 뿐만 아니라 양산성을 저하시키는 요인이 될 수 있다.The warpage problem of the package substrate may cause a bonding defect between the semiconductor chip and the package substrate or a bonding defect between the package substrate and the main board substrate, which may not only lower the reliability of the package but also lower the mass productivity.
따라서, 본 발명은 종래 패키지 기판에서 발생될 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 상, 하부에 서로 다른 두께를 갖는 내층 절연층 또는 내층 회로층을 구비하는 패키지 기판의 제공에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve a problem that may occur in a conventional package substrate, and an object thereof is to provide a package substrate having an inner insulating layer or an inner circuit layer having different thicknesses on the upper and lower portions thereof. .
본 발명의 상기 목적은 패키지 기판을 제공하는 것이다. 상기 패키지 기판은 코어층; 상기 코어층 상부에 배치된 제 1 내층 회로층; 상기 제 1 내층 회로층 상부에 배치된 제 1 내층 절연층; 상기 제 1 내층 절연층 상부에 배치되며 제 1 외층 패드를 구비한 제 1 외층 회로층; 상기 코어층 하부에 배치된 제 2 내층 회로층; 상기 제 2 내층 회로층 하부에 배치되며, 상기 제 1 내층 절연층과 다른 두께를 갖는 제 2 내층 절연층; 및 상기 제 2 내층 절연층 하부에 배치되며 제 2 외층 패드를 구비한 제 2 외층 회로층;을 포함할 수 있다.It is an object of the present invention to provide a package substrate. The package substrate includes a core layer; A first inner layer circuit layer disposed on the core layer; A first inner layer insulating layer disposed on the first inner layer circuit layer; A first outer layer circuit layer disposed on the first inner layer insulating layer and having a first outer layer pad; A second inner layer circuit layer disposed below the core layer; A second inner layer insulating layer disposed below the second inner layer circuit layer and having a thickness different from that of the first inner layer insulating layer; And a second outer layer circuit layer disposed under the second inner layer insulating layer and having a second outer layer pad.
여기서, 상기 제 2 내층 절연층은 상기 제 1 내층 절연층에 비해 큰 두께를 가질 수 있다.Here, the second inner layer insulating layer may have a larger thickness than the first inner layer insulating layer.
또한, 상기 제 1 내층 절연층은 한층의 절연층을 포함하며, 상기 제 2 내층 절연층은 적층된 적어도 두층 이상의 다층의 절연층을 포함할 수 있다.The first inner layer insulating layer may include one insulating layer, and the second inner layer insulating layer may include at least two or more multilayer insulating layers stacked.
또한, 상기 다층의 절연층 중 적어도 두층의 절연층은 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 재질로 이루어질 수 있다.In addition, at least two insulating layers of the multilayer insulating layer may be made of a material having a different thermal expansion coefficient.
또한, 상기 제 1 및 제 2 내층 절연층 중 적어도 어느 하나는 굴곡 패턴을 가질 수 있다.In addition, at least one of the first and second inner layer insulating layers may have a bending pattern.
또한, 상기 제 1 및 제 2 내층 절연층 중 적어도 어느 하나에 형성된 관통홀에 충진된 휨 방지 충진 구조물을 포함할 수 있다.In addition, the first and second inner layer insulating layer may include a bending preventing filling structure filled in the through-hole formed in at least one.
또한, 상기 휨 방지 충진 구조물은 상기 제 1 및 제 2 내층 절연층과 다른 열팽창 계수를 가질 수 있다.In addition, the anti-bending filling structure may have a coefficient of thermal expansion different from that of the first and second inner layer insulating layers.
또한, 상기 제 1 패드는 반도체칩과 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 패드는 메인보드 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the first pad may be electrically connected to the semiconductor chip, and the second pad may be electrically connected to the motherboard.
본 발명의 다른 목적은 패키지 기판을 제공하는 것이다. 상기 패키지 기판은 코어층; 상기 코어층 상부에 배치된 제 1 내층 회로층; 상기 제 1 내층 회로층 상부에 배치된 제 1 내층 절연층; 상기 제 1 내층 절연층 상부에 배치되며 제 1 외층 패드를 구비한 제 1 외층 회로층; 상기 코어층 하부에 배치되며 상기 제 1 내층 회로층과 다른 두께를 갖는 제 2 내층 회로층; 상기 제 2 내층 회로층 하부에 배치된 제 2 내층 절연층; 및 상기 제 2 내층 절연층 하부에 배치되며 제 2 외층 패드를 구비한 제 2 외층 회로층;을 포함할 수 있다.Another object of the present invention is to provide a package substrate. The package substrate includes a core layer; A first inner layer circuit layer disposed on the core layer; A first inner layer insulating layer disposed on the first inner layer circuit layer; A first outer layer circuit layer disposed on the first inner layer insulating layer and having a first outer layer pad; A second inner circuit layer disposed below the core layer and having a thickness different from that of the first inner circuit layer; A second inner layer insulating layer disposed below the second inner layer circuit layer; And a second outer layer circuit layer disposed under the second inner layer insulating layer and having a second outer layer pad.
여기서, 상기 제 2 내층 회로층은 상기 제 1 내층 회로층에 비해 작은 두께를 가질 수 있다.Here, the second inner circuit layer may have a smaller thickness than the first inner circuit layer.
또한, 상기 제 1 및 제 2 내층 절연층은 서로 동일한 두께를 가질 수 있다.In addition, the first and second inner layer insulating layers may have the same thickness.
또한, 상기 제 1 패드는 반도체칩과 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 패드는 메인보드 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the first pad may be electrically connected to the semiconductor chip, and the second pad may be electrically connected to the motherboard.
본 발명의 패키지 기판은 상, 하부에 각각 서로 다른 두께를 갖는 내층 절연층 또는 내층 회로층을 구비함에 따라, 종래 상, 하부 내층 절연층의 수축률 차이로 인한 패키지 기판의 휨 발생을 방지할 수 있다.Since the package substrate of the present invention includes an inner insulation layer or an inner circuit layer having different thicknesses on the upper and lower portions thereof, it is possible to prevent the occurrence of warpage of the package substrate due to the difference in shrinkage of the upper and lower inner insulation layers. .
또한, 본 발명의 패키지 기판을 이용하여 제조된 패키지의 신뢰성 및 양산성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the reliability and mass productivity of a package manufactured using the package substrate of the present invention can be further improved.
이하, 본 발명의 실시예들은 패키지 기판의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings of the package substrate. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 패키지 기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a package substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판은 코어층(100), 제 1 내층 회로층(121, 122), 제 1 내층 절연층(111, 112), 제 1 외층 회로층(123), 제 2 내층 회로층(141, 142), 제 2 내층 절연층(131, 132) 및 제 2 외층 회로층(143)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a package substrate according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
코어층(100)을 중심으로 코어층(100)의 상부에 제 1 내층 회로층(121, 122), 제 1 내층 절연층(111, 112) 및 제 1 외층 회로층(123)이 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 내층 회로층(121, 122)과 제 1 내층 절연층(111, 112)은 교대로 적층된 다층으로 형성될 수 있으나, 설명의 편의상 제 1 내층 회로층(121, 122)과 제 1 내층 절연층(111, 112)은 각각 2층으로 도시하였을 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.The first inner
제 1 외층 회로층(123)은 반도체칩과 전기적으로 연결되는 제 1 패드(123a)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 패드(123a)와 반도체칩은 솔더볼 또는 와이어를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. The first
한편, 코어층(100)을 중심으로 코어층(100)의 하부에 제 2 내층 회로층(141, 142), 제 2 내층 절연층(131, 132) 및 제 2 외층 회로층(143)이 배치될 수 있다. 여기서, 제 2 내층 회로층(141, 142)과 제 2 내층 절연층(131, 132)은 다층으로 형성될 수 있으나, 설명의 편의상 제 2 내층 회로층(141, 142)과 제 2 내층 절연층(131, 132)은 각각 2층으로 도시하였을 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the second inner
제 2 외층 회로층(143)은 외부 회로부, 예컨대 메인보드 기판과 전기적으로 연결되기 위한 제 2 패드(143a)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 패드(143a)와 메인보드 기판은 솔더볼에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The second outer
다층의 제 1 및 제 2 내층 회로층(121. 122, 141, 142)은 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)에 각각 형성된 비아(130)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 비아(130)는 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)을 관통하는 비아홀에 충진된 도전성 페이스트를 포함할 수 있다.The first and second inner
이에 더하여, 제 1 외층 회로층(123)과 제 2 외층 회로층(143)상에 각각 제 1 및 제 2 패드(123a, 143a)를 노출하는 솔더레지스트 패턴(150)이 더 배치될 수 있다.In addition, a
또한, 코어층(100)은 몸체를 관통하는 홀(102)을 구비하며, 홀(102)을 통해 제 1 및 제 2 내층 회로층(121. 122, 141, 142)은 서로 전기적으로 연결될 수 있 다.In addition, the
또한, 홀(102) 내부는 도전성 또는 절연성의 충진물(101)이 충진되어 있을 수 있다.In addition, the inside of the
제 1 및 제 2 내층 회로층(121. 122, 141, 142)을 더욱 구체적으로 설명하면, 제 1 내층 회로층(121, 122)과 제 2 내층 회로층(141, 142)은 서로 다른 패턴 구조를 가짐에 따라, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)은 서로 다른 절연 수지의 충전량을 가지게 된다. 예컨대, 제 1 내층 회로층(121, 122)은 제 2 내층 회로층(141, 142)에 비해 복잡한 회로 패턴을 구비함에 따라, 제 1 내층 회로층(121, 122)은 제 2 내층 회로층(141, 142)보다 작은 Cu량을 가질 수 있다. The first and second
이로 인하여, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)은 동일한 두께를 가질 경우, 제 1 내층 절연층(111, 112)은 제 2 내층 절연층(131, 132)에 비해 상대적으로 많은 절연수지의 충전량을 가질 수 있어, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)은 열에 의해 서로 다른 수축률, 즉 서로 다른 열팽창 계수를 가지게 된다. 즉, 패키지 기판은 코어층(100)을 기준으로 상, 하부에 각각 배치된 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)은 열에 의한 서로 다른 수축률을 가짐에 따라 휨과 같은 변형을 일으킬 수 있다.Therefore, when the first inner
이를 해결하기 위해, 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)은 서로 다른 두께로 형성할 수 있다. 예컨대, 제 1 내층 절연층(111, 112)이 제 2 내층 절연층(131, 132)에 비해 많은 절연수지의 충전량을 가질 경우, 제 2 내층 절연 층(131, 132)의 두께(d2)는 제 1 내층 절연층(111, 112)의 두께(d1)보다 클 수 있다. 즉, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)간의 두께 제어를 통해 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)간의 절연수지의 충진량을 조절할 수 있다. 이로써, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)간의 절연수지의 충전량 차이를 줄일 수 있어, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)간의 열팽창 계수의 차이로 패키지 기판의 휨 불량을 방지할 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)의 두께는 제 1 및 제 2 내층 회로층(121. 122, 141, 142)의 설계 패턴 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있을 것이다.In order to solve this problem, the first and second inner
제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)은 절연수지를 코팅하거나, 유리섬유에 함침된 절연수지를 포함한 프리프레그를 라미네이팅하여 형성될 수 있다. 여기서, 절연수지의 재질의 예로서는 비스말레이미드(Bismaleimide Triazine;BT) 수지, 폴리프로필렌 글리콜(Poly propylon glycol;PPG) 및 에폭시 수지등일 수 있다. 이에 더하여, 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)은 실리콘 산화물 입자와 같은 무기물 충전제를 더 포함할 수도 있다. 이때, 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)의 두께는 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)을 형성하기 위한 프리프레그의 두께 또는 절연수지의 코팅 두께를 조절함에 따라 제어될 수 있다. The first and second inner
제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)의 두께를 제어하기 위한 다른 방안으로, 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)의 두께는 절연층의 적층수로 조절될 수 있다. 예컨대, 제 1 내층 절연층(111, 112)은 한층의 절연층을 포함하며, 상기 제 2 내층 절연층(131, 132)은 적층된 적어도 두층이상으로 적층된 다층의 절연층을 포함할 수 있다. As another method for controlling the thicknesses of the first and second inner
여기서, 다층의 절연층은 서로 동일한 재질로 형성할 수도 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)은 두께 조절만으로 패키지 기판의 휨문제가 개선되지 않을 경우, 다층의 절연층은 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 이종의 재질로 형성하여, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)간의 열팽창 계수 차이를 줄일 수 있다. 예컨대, 다층의 절연층이 이층의 절연층으로 형성될 경우, 하나의 층은 에폭시 수지로 형성하고, 나머지 하나의 층은 열팽창 계수를 줄일 수 있는 무기물 충전제를 포함하는 에폭시 수지로 형성할 수 있다. 여기서, 무기물 충전제의 예로서는 실리콘 산화물 입자일 수 있다. Here, the multilayer insulating layers may be formed of the same material. However, when the first and second inner
따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 코어층을 중심으로 상, 하부에 각각 배치된 내층 절연층의 두께를 다르게 형성하여, 상, 하부에 각각 배치된 내층 절연층간의 열팽창 계수 차이를 줄일 수 있어, 열을 필요로 하는 솔더링 공정이나 몰딩공정에서 발생할 수 있는 패키지 기판의 휨 불량을 방지할 수 있다.Therefore, as in the embodiment of the present invention, the thickness of the inner layer insulating layers disposed on the upper and lower portions of the core layer may be differently formed, thereby reducing the difference in thermal expansion coefficient between the inner layer insulating layers disposed on the upper and lower portions, respectively. Therefore, the warpage failure of the package substrate, which may occur in a soldering process or a molding process requiring heat, can be prevented.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 패키지 기판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a package substrate according to a second embodiment of the present invention.
여기서, 본 발명의 제 2 실시예에서 일정한 패턴을 제외하고 앞서 설명한 제 1 실시예와 동일한 구성을 가진다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예는 설명의 편의상 반복된 설명을 생략하기로 하며, 동일한 구성은 동일한 참조번호를 부여하기로 한다.Here, the second embodiment of the present invention has the same configuration as the first embodiment described above except for a certain pattern. Therefore, the second embodiment of the present invention will be omitted for the convenience of description, and the same configuration will be given the same reference numerals.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판은 코어층(100), 코어층(100) 상부에 배치된 제 1 내층 회로층(121, 122), 제 1 내층 회로층(121, 122) 상부에 배치된 제 1 내층 절연층(111, 112), 제 1 내층 절연층(111, 112) 상부에 배치되며 제 1 패드(123a)를 구비한 제 1 외층 회로층(123), 코어층(100) 하부에 배치된 제 2 내층 회로층(141, 142), 제 2 내층 회로층(141, 142) 하부에 배치된 제 2 내층 절연층(131, 132) 및 제 2 내층 절연층(131, 132) 하부에 배치되며 제 2 패드(143a)를 구비한 제 2 외층 회로층(143)을 포함할 수 있다.2, a package substrate according to an embodiment of the present invention may include a
여기서, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 제 1 내층 회로층(121, 122)이 제 2 내층 회로층(141, 142)에 비해 복잡한 회로 패턴을 구비할 경우, 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)간의 열팽창 계수 차이를 줄이기 위해 제 2 내층 절연층(131, 132)은 제 1 내층 절연층(111, 112)에 비해 두꺼운 두께를 가질 수 있다.Here, the first inner
제 1 내층 절연층(111, 112)은 굴곡 패턴(133)을 구비할 수 있다. 예컨대, 굴곡 패턴(133)은 도면에 도시된 바와 같이, 요철(凹凸) 또는 도면과 달리, 딤플의 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 제 1 내층 절연층(111, 112)은 가열에 의해 수축할 경우, 수축 방향 및 수축력을 분산시킬 수 있어, 제 1 내층 절연층(111, 112)의 수축률을 줄일 수 있다. The first inner
이에 더하여, 제 1 내층 절연층(111, 112)의 굴곡 패턴(133)은 제 1 내층 회로층(121, 122)을 용이하게 형성하기 위해, 제 1 내층 회로층(121, 122)이 형성되 지 않은 영역에 형성될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다.In addition, the first inner layer circuit layers 121 and 122 may not be formed in the bending
본 발명의 실시예에서 제 1 내층 절연층(111, 112)이 굴곡 패턴(133)을 구비하는 것으로 도시 및 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 일정한 패턴은 제 1 및 제 2 내층 회로층(121. 122, 141, 142)의 설계 형태에 따라 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, although the first inner
따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 내층 절연층에 수축률을 줄일 수 있는 패턴을 형성함에 따라, 패키지 기판의 휨 불량을 더욱 효율적으로 개선할 수 있다.Therefore, as in the embodiment of the present invention, by forming a pattern that can reduce the shrinkage in the inner layer insulating layer, it is possible to more effectively improve the bending failure of the package substrate.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 패키지 기판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a package substrate according to a third embodiment of the present invention.
여기서, 본 발명의 제 3 실시예에서 휨 방지 충진 구조물을 제외하고 앞서 설명한 제 1 실시예와 동일한 구성을 가진다. 따라서, 본 발명의 제 3 실시예는 설명의 편의상 반복된 설명을 생략하기로 하며, 동일한 구성은 동일한 참조번호를 부여하기로 한다.Here, in the third embodiment of the present invention has the same configuration as the first embodiment described above except for the warpage-proof filling structure. Therefore, the third embodiment of the present invention will be omitted for the sake of convenience of description, the same configuration will be given the same reference numerals.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판은 코어층(100), 코어층(100) 상부에 배치된 제 1 내층 회로층(121, 122), 제 1 내층 회로층(121, 122) 상부에 배치된 제 1 내층 절연층(111, 112), 제 1 내층 절연층(111, 112) 상부에 배치되며 제 1 패드(123a)를 구비한 제 1 외층 회로층(123), 코어층(100) 하부에 배치된 제 2 내층 회로층(141, 142), 제 2 내층 회로층(141, 142) 하부에 배치된 제 2 내층 절연층(131, 132) 및 제 2 내층 절연층(131, 132) 하부에 배치되며 제 2 패드(143a)를 구비한 제 2 외층 회로층(143)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a package substrate according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
여기서, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 제 1 내층 회로층(121, 122)이 제 2 내층 회로층(141, 142)에 비해 복잡한 회로 패턴을 구비할 경우, 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)간의 열팽창 계수 차이를 줄이기 위해 제 2 내층 절연층(131, 132)은 제 1 내층 절연층(111, 112)에 비해 두꺼운 두께를 가질 수 있다.Here, the first inner
제 2 내층 절연층(131, 132)은 관통된 관통홀(134)을 구비하며, 관통홀(134) 내층에는 휨 방지 충진 구조물(135)이 배치될 수 있다. 휨 방지 충진 구조물(135)은 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)과 다른 열팽창 계수를 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 이로써, 휨 방지 충진 구조물(135)은 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)의 수축률을 제어할 수 있다. The second inner
예를 들면, 제 1 내층 절연층(111, 112)이 제 2 내층 절연층(131, 132)에 비해 크게 수축될 경우, 휨 방지 충진 구조물(135)은 제 2 내층 절연층(131, 132)에 형성될 수 있다. 이때, 휨 방지 충진 구조물(135)은 제 2 내층 절연층(131, 132)을 형성하는 절연수지보다 큰 열팽창계수를 갖는 재질로 이루어져, 제 2 내층 절연층(131, 132)의 수축률을 향상시켜 제 1 내층 절연층과 동일한 수축률을 가지게 함으로써, 패키지 기판의 휨 발생을 방지할 수 있다.For example, when the first inner
본 발명의 실시예에서는 휨 방지 충진 구조물(135)을 제 2 내층 절연층(131, 132)에 형성하는 것으로 설명 및 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 휨 방지 충진 구조물(135)은 제 1 내층 절연층(111, 112)에 형성될 수도 있다. 이때, 휨 방지 충진 구조물(135)은 제 1 내층 절연층(111, 112)을 형성하는 절연수지보다 작은 열팽창계수를 갖는 재질로 이루어져, 제 1 내층 절연층(111, 112)의 수축률을 감소시켜 제 2 내층 절연층(131, 132)과 동일한 수축률을 가지게 함으로써, 패키지 기판의 휨 발생을 방지할 수 있다. 또는, 휨 방지 충진 구조물(135)은 제 1 및 제 2 내층 절연층(111, 112, 131, 132)에 각각 구비될 수도 있다. 즉, 휨 방지 충진 구조물(135)은 제 1 및 제 2 내층 회로층(121. 122, 141, 142)의 설계 패턴 구조에 따라, 재질 및 위치등이 변경될 수 있을 것이다.In the exemplary embodiment of the present invention, the bending preventing filling
휨 방지 충진 구조물(135)은 제 1 내층 절연층(111, 112)이나 제 2 내층 절연층(131, 132)의 내구성을 저하시키지 않기 위해 열이나 물리적 강도가 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 휨 방지 충진 구조물(135)로 사용되는 재질의 예로서는 세라믹, 세라믹 및 금속 파우더일 수 있다. The
따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 제 1 및 제 2 내층 절연층 중 적어도 어느 하나에 휨 방지 충진 구조물을 형성함에 따라, 패키지 기판의 휨 불량을 더욱 효율적으로 개선할 수 있다.Therefore, as in the embodiment of the present invention, by forming the anti-bending filling structure on at least one of the first and second inner layer insulating layer, it is possible to more efficiently improve the bending failure of the package substrate.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 패키지 기판의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a package substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
여기서, 본 발명의 제 4 실시예에서 내층 회로층 및 내층 절연층을 제외하고 앞서 설명한 제 1 실시예와 동일한 구성을 가진다. 따라서, 본 발명의 제 4 실시예는 설명의 편의상 반복된 설명을 생략하기로 하며, 동일한 구성은 동일한 참조번호 를 부여하기로 한다.Here, the fourth embodiment of the present invention has the same configuration as the first embodiment described above except for the inner circuit layer and the inner insulation layer. Therefore, the fourth embodiment of the present invention will be omitted for convenience of description, and the same configuration will be given the same reference numerals.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판은 코어층(100), 코어층(100) 상부에 배치된 제 1 내층 회로층(121, 122), 제 1 내층 회로층(121, 122) 상부에 배치된 제 1 내층 절연층(111, 112), 제 1 내층 절연층(111, 112) 상부에 배치되며 제 1 패드(123a)를 구비한 제 1 외층 회로층(123), 코어층(100) 하부에 배치된 제 2 내층 회로층(141, 142), 제 2 내층 회로층(141, 142) 하부에 배치된 제 2 내층 절연층(131, 132) 및 제 2 내층 절연층(131, 132) 하부에 배치되며 제 2 패드(143a)를 구비한 제 2 외층 회로층(143)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, a package substrate according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
여기서, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)은 동일한 두께를 가질 수 있다. 이때, 제 1 내층 회로층(121, 122)과 제 2 내층 회로층(141, 142)은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 제 1 내층 회로층(121, 122)이 제 2 내층 회로층(141, 142)에 비해 복잡한 회로 패턴을 구비할 경우, 제 1 내층 회로층(121, 122)과 제 2 내층 회로층(141, 142)은 회로층을 형성하는 Cu 잔존량의 차이를 줄이기 위해, 제 2 외층 회로층(143)의 두께(d4)는 제 1 내층 회로층(121, 122)의 두께(d3)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제 1 내층 절연층(111, 112)과 제 2 내층 절연층(131, 132)간의 절연수지의 충진량 차이를 줄일 수 있어, 패키지 기판의 휨 발생을 방지할 수 있다.Here, the first inner
따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 코어층을 기준으로 상,하부에 각각 배치된 내층 회로층의 두께를 제어하여, 패키지 기판의 휨 발생을 방지할 수 있다.Therefore, as in the embodiment of the present invention, the thickness of the inner circuit layers disposed on the upper and lower portions based on the core layer may be controlled to prevent warpage of the package substrate.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판의 효과를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the effect of the package substrate according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6.
여기서, 비교대상의 패키지 기판은 코아층 상부에 배치된 4층의 제 1 내층 회로층, 1층의 외층 회로층 및 4층의 제 1 내층 절연층을 포함하며, 코아층 하부에 배치된 4층의 제 2 내층 회로층, 1층의 외층 회로층 및 4층의 제 2 내층 절연층을 포함하도록 제조하였다. 이때, 제 1 및 제 2 내층 회로층은 동일한 두께를 가지며, Cu로 형성하였다. 또한, 제 1 및 제 2 내층 절연층은 실리콘 산화물을 포함한 에폭시계 수지로 형성하였다. 이때, 제 1 및 제 2 내층 절연층은 동일한 두께, 즉 30mm의 두께로 형성하였다.Here, the package substrate to be compared includes four first inner layer circuit layers disposed on the core layer, one outer layer circuit layer, and four first inner layer insulating layers, and four layers disposed under the core layer. It was manufactured to include the second inner layer circuit layer of, the outer layer circuit layer of one layer and the second inner layer insulating layer of four layers. At this time, the first and second inner layer circuit layers had the same thickness and formed of Cu. In addition, the first and second inner layer insulating layers were formed of an epoxy resin containing silicon oxide. At this time, the first and second inner layer insulating layers were formed to have the same thickness, that is, a thickness of 30 mm.
반면, 실시대상의 패키지 기판은 제 2 내층 절연층의 두께를 제외하고 비교대상의 패키지 기판과 동일한 구성을 가지도록 형성하였다. 이때, 제 2 내층 절연층의 두께는 33mm로 형성하였다.On the other hand, the package substrate to be implemented is formed to have the same configuration as the package substrate to be compared except for the thickness of the second inner layer insulating layer. At this time, the thickness of the second inner layer insulating layer was formed to be 33mm.
도 5는 실시대상과 비교대상간의 온도 변화에 따른 패키지 기판의 휨 정도 변화량을 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing the amount of change in the degree of warpage of the package substrate according to the temperature change between the target and the target.
도 5에서와 같이, 비교대상의 패키지 기판(210)의 휨 변화량(△H)은 73㎛이었고, 실시대상인 패키지 기판(220)의 휨 정도 변화량(△H)은 26㎛이었다. 즉, 제 1 및 제 2 내층 절연층 두께의 제어를 통해 패키지 기판의 휨 발생을 줄일 수 있었다.As shown in FIG. 5, the warpage change amount ΔH of the
도 6은 실시대상과 비교대상간의 온도 변화에 따른 패키지의 휨 정도 변화량을 비교한 그래프이다.6 is a graph comparing the amount of change in the degree of warpage of the package according to the temperature change between the target and the target.
도 6에서와 같이, 실시대상과 비교대상의 패키지 기판에 각각 반도체 칩과 메인보드 기판을 실장한 후, 패키지의 휨 정도 변화량(△H)을 비교해보았다. 이때, 비교대상의 패키지(310)의 휨정도 변화량(△H)은 474㎛이었고, 실시대상의 패키지(320)의 휨정도 변화량(△H)은 308㎛이었다. 즉, 제 1 및 제 2 내층 절연층 두께의 제어를 통해 패키지의 휨 발생을 줄일 수 있었다.As shown in FIG. 6, after the semiconductor chip and the main board substrate were mounted on the package substrate of the implementation target and the comparison target, the variation in the degree of warpage (ΔH) of the package was compared. At this time, the warpage degree change amount ΔH of the
따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 상하부에 각각 배치된 내층 절연층의 두께 제어를 통해 솔더링 공정이나 몰딩 공정과 같은 가열에 의해 패키지 기판의 휨 발생을 줄일 수 있어, 패키지의 신뢰성 확보는 물론 양산성을 향상시킬 수 있었다.Therefore, as in the embodiment of the present invention, the control of the thickness of the inner insulating layers disposed on the upper and lower portions can reduce the occurrence of warpage of the package substrate by heating such as a soldering process or a molding process, thereby ensuring the reliability of the package. Mass production was improved.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 패키지 기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a package substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 패키지 기판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a package substrate according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 패키지 기판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a package substrate according to a third embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 패키지 기판의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a package substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5는 실시대상과 비교대상간의 온도 변화에 따른 패키지 기판의 휨 정도 변화량을 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing the amount of change in the degree of warpage of the package substrate according to the temperature change between the target and the target.
도 6은 실시대상과 비교대상간의 온도 변화에 따른 패키지의 휨 정도 변화량을 비교한 그래프이다.6 is a graph comparing the amount of change in the degree of warpage of the package according to the temperature change between the target and the target.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 코어층100: core layer
111, 112 : 제 1 내층 절연층111, 112: first inner layer insulating layer
121, 122 : 제 1 내층 회로층121, 122: first inner layer circuit layer
131, 132 : 제 2 내층 절연층131 and 132: second inner layer insulating layer
141, 142 : 제 2 내층 회로층141, 142: second inner layer circuit layer
123 : 제 1 외층 회로층123: first outer circuit layer
143 : 제 2 외층 회로층143: second outer circuit layer
150 : 솔더 레지스트 패턴150: solder resist pattern
133 : 굴곡 패턴133: bending pattern
135 : 휨 방지 충진 구조물135: warpage-filled structure
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