KR101099585B1 - Solar cell semiconductor package - Google Patents

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KR101099585B1
KR101099585B1 KR1020100107686A KR20100107686A KR101099585B1 KR 101099585 B1 KR101099585 B1 KR 101099585B1 KR 1020100107686 A KR1020100107686 A KR 1020100107686A KR 20100107686 A KR20100107686 A KR 20100107686A KR 101099585 B1 KR101099585 B1 KR 101099585B1
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solar cell
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semiconductor package
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KR1020100107686A
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정구웅
김병진
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앰코 테크놀로지 코리아 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A solar cell semiconductor package is provided to mount a solar cell which produces power using solar light on a semiconductor package, thereby operating a semiconductor package using power generated from the solar cell. CONSTITUTION: A printed circuit board(10) is prepared. A solar cell(20) is made of P type silicon and N type silicon. A plurality of film chips(26) is conductively connected to the P type silicon and the printed circuit board. An electricity transfer unit connects an electrode of the N type silicon with an electrode of the printed circuit board. An input/output terminal(28) is fused on the bottom of the printed circuit board.

Description

솔라 셀 반도체 패키지{Solar cell semiconductor package}Solar cell semiconductor package

본 발명은 솔라 셀 반도체 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광발전을 이용하여 얻어진 전력으로 자체 구동될 수 있도록 한 솔라 셀 반도체 패키지에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell semiconductor package, and more particularly, to a solar cell semiconductor package capable of being self-driven with power obtained using photovoltaic power generation.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 패키지는 리드프레임 및 인쇄회로기판과 같은 기판과, 이 기판에 부착되는 반도체 칩과, 반도체 칩과 기판간을 전기적 신호 교환 가능하게 연결하는 도전성 와이어 또는 범프와 같은 도전수단과, 반도체 칩과 도전수단 등을 외부로부터 보호하기 위하여 몰딩되는 몰딩 수지 등을 포함하여 구성된다.As is well known, a semiconductor package includes a substrate, such as a lead frame and a printed circuit board, a semiconductor chip attached to the substrate, and conductive means such as conductive wires or bumps that electrically connect the semiconductor chip and the substrate so as to be electrically exchangeable. And a molding resin which is molded to protect the semiconductor chip, the conductive means and the like from the outside.

이렇게 제조된 반도체 패키지는 해당 전자기기(휴대폰, 노트북 등)의 마더보드에 CPU 또는 메모리로서 탑재되며, 대부분의 반도체 패키지는 해당 전자기기에 공급되는 전원을 이용하여 구동하게 되므로, 일정 수준의 전력을 소모하게 된다.The semiconductor package manufactured as described above is mounted as a CPU or a memory on the motherboard of the corresponding electronic device (mobile phone, notebook, etc.). Since most semiconductor packages are driven using the power supplied to the electronic device, a certain level of power is generated. Will be consumed.

전자기기의 마더보드에는 CPU 및 메모리를 위한 여러개의 반도체 패키지가 탑재됨에 따라, 전력을 소모하는 하나의 원인이 되고 있으며, 이에 보다 저전력을 소모할 수 있는 전자소자들에 대한 개발이 요구되고 있다.As several semiconductor packages for a CPU and a memory are mounted on a motherboard of an electronic device, it becomes one source of power consumption, and development of electronic devices that can consume more power is required.

이러한 점을 감안하여, 태양 에너지를 이용한 솔라 셀이 소형 전자기기부터 대규모 전력생산 설비에 적용할 수 있는 친환경적이면서 재생 가능한 에너지원으로 각광받고 있다.In view of this, solar cells using solar energy have been spotlighted as eco-friendly and renewable energy sources that can be applied to small-scale electronic devices and large-scale power generation facilities.

상기 솔라 셀은 반도체로 구성된 기능적인 부분에 PN 접합부 또는 PIN 접합부를 갖는 구조로서, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치를 말한다.The solar cell is a structure having a PN junction or a PIN junction in a functional part composed of a semiconductor, and refers to a device capable of converting solar energy into electrical energy.

솔라 셀의 전기 생산 원리를 보면, 솔라 셀의 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하되, 그 접합영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 실리콘으로, 정공은 P형 실리콘으로 이동하여 기전력이 발생시키고, 결국 N형 실리콘, P형 실리콘 각각에 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류 전류를 취하는 것이 가능해진다.According to the principle of electricity production of a solar cell, electrons and holes are generated when light of a greater energy than the prohibition band is irradiated to the semiconductor junction region having the PN junction surface of the solar cell. With silicon, holes move to P-type silicon to generate electromotive force, and eventually the electrodes attached to each of the N-type silicon and the P-type silicon become negative electrodes and positive electrodes, and thus, DC current can be taken.

한편, 상기 솔라 셀은 단결정 실리콘 및 다결정 실리콘을 이용한 것 이외에, 첨부한 도 6에 도시된 바와 같이 CdTe 태양전지로서 n-CdS층과 p-CdTe층이 접합된 박막형 구조로도 제작되고 있다.
On the other hand, in addition to using a single crystal silicon and polycrystalline silicon, the solar cell is also manufactured as a CdTe solar cell as a thin film structure in which the n-CdS layer and p-CdTe layer are bonded.

본 발명은 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 솔라 셀을 직접 반도체 패키지에 탑재시켜서, 솔라 셀에서 생성된 전력을 이용하여 반도체 패키지가 구동되도록 함으로써, 외부 전원없이 자체 구동이 가능한 솔라 셀 반도체 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention provides a solar cell semiconductor package that can be self-driving without an external power supply by directly mounting a solar cell that generates power using solar light in a semiconductor package, and then driving the semiconductor package using the power generated by the solar cell. The purpose is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 인쇄회로기판과; 로직 기능을 위한 회로가 집적된 P형 실리콘과, 이 P형 실리콘 위에 도핑되는 N형 실리콘으로 구성되는 솔라 셀과; 상기 인쇄회로기판 상에 솔라 셀의 P형 실리콘을 도전 가능하게 연결시키는 다수의 플립칩과; 상기 솔라 셀의 N형 실리콘의 전극과 인쇄회로기판의 전극간을 연결하는 전기전달수단과; 상기 인쇄회로기판의 저면에 융착되는 입출력단자; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지를 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is a printed circuit board; A solar cell comprising a P-type silicon in which a circuit for a logic function is integrated, and an N-type silicon doped over the P-type silicon; A plurality of flip chips for electrically connecting the P-type silicon of the solar cell on the printed circuit board; Electrical transfer means for connecting an electrode of the N-type silicon of the solar cell to an electrode of a printed circuit board; An input / output terminal fused to a bottom surface of the printed circuit board; It provides a solar cell semiconductor package comprising a.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 전기전달수단은 N형 실리콘의 전극과 인쇄회로기판의 전극 간에 연결되는 도전성 와이어로 채택된 것임을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the electric transmission means is characterized in that it is adopted as a conductive wire connected between the electrode of the N-type silicon and the electrode of the printed circuit board.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 전기전달수단은 N형 실리콘 및 P형 실리콘에 관통되는 동시에 P형 실리콘의 저면에 부착된 플립칩들중 하나와 도전 가능하게 연결되는 관통 실리콘 비아로 채택된 것임을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the electric transfer means is adopted as a through-silicon via penetrates the N-type silicon and P-type silicon and at the same time conductively connected to one of the flip chips attached to the bottom of the P-type silicon. It features.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 플립칩들이 밀봉되도록 인쇄회로기판과 P형 실리콘의 사이 공간에 절연성의 언더필재료가 충진된 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the insulating underfill material is filled in the space between the printed circuit board and the P-type silicon so that the flip chips are sealed.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 인쇄회로기판의 상면 테두리쪽에는 전력을 저장하는 커패시터가 장착된 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the upper edge of the printed circuit board is characterized in that the capacitor for storing the power is mounted.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 인쇄회로기판과; 로직 기능을 위한 회로가 집적된 로직 칩과; 상기 인쇄회로기판 상에 로직 칩을 도전 가능하게 연결시키는 다수의 플립칩과; 상기 로직 칩 상에 적층 부착되는 P형 실리콘과, 이 P형 실리콘 위에 도핑되는 N형 실리콘으로 구성되는 솔라 셀과; 상기 솔라 셀의 N형 실리콘의 전극과 인쇄회로기판의 전극간을 연결하는 전기전달수단과; 상기 인쇄회로기판의 저면에 융착되는 입출력단자; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지를 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the above object is a printed circuit board; A logic chip having integrated circuits for logic functions; A plurality of flip chips conductively connecting logic chips on the printed circuit board; A solar cell comprising P-type silicon laminated on the logic chip and N-type silicon doped on the P-type silicon; Electrical transfer means for connecting an electrode of the N-type silicon of the solar cell to an electrode of a printed circuit board; An input / output terminal fused to a bottom surface of the printed circuit board; It provides a solar cell semiconductor package comprising a.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 전기전달수단은 N형 실리콘의 전극과 인쇄회로기판의 전극 간에 연결되는 도전성 와이어로 채택된 것임을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the electric transfer means is characterized in that it is adopted as a conductive wire connected between the electrode of the N-type silicon and the electrode of the printed circuit board.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 플립칩들이 밀봉되도록 인쇄회로기판과 P형 실리콘의 사이 공간에 절연성의 언더필재료가 충진된 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the insulating underfill material is filled in the space between the printed circuit board and the P-type silicon so that the flip chips are sealed.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 인쇄회로기판의 상면 테두리쪽에는 전력을 저장하는 커패시터가 장착된 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the upper edge of the printed circuit board is characterized in that the capacitor for storing the power is mounted.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 구현예는: 칩 탑재판 및 이 칩 탑재판의 사방 테두리에 인접 배열되는 다수의 리드를 포함하는 리드프레임과; 상기 칩탑재판 상에 부착되는 로직 칩과; 상기 로직 칩 상에 적층 부착되는 P형 실리콘과, 이 P형 실리콘 위에 도핑되는 N형 실리콘으로 구성되는 솔라 셀과; 로직 칩과 리드간에 연결되는 신호 전달용 도전성 와이어와; 상기 솔라 셀의 N형 실리콘의 전극과 리드간에 연결되는 전기전달용 도전성 와이어와; 로직 칩 및 솔라 셀, 와이어를 내재시키며 몰딩되되, N형 실리콘의 상면을 노출시키며 몰딩되는 몰딩 수지; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지를 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the above object is a lead frame comprising a chip mounting plate and a plurality of leads arranged adjacent to the four sides of the chip mounting plate; A logic chip attached to the chip mounting plate; A solar cell comprising P-type silicon laminated on the logic chip and N-type silicon doped on the P-type silicon; A conductive wire for signal transmission connected between the logic chip and the lead; A conductive wire for electric transmission connected between the electrode and the lead of the N-type silicon of the solar cell; A logic resin, a solar cell, and a molding resin embedded therein, wherein the molding resin is molded while exposing the top surface of the N-type silicon; It provides a solar cell semiconductor package comprising a.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 리드들중 어느 하나에는 전력을 저장하는 커패시터가 장착되어 몰딩 수지로 몰딩된 것을 특징으로 한다.
In another embodiment of the present invention, any one of the leads is characterized in that the capacitor is stored in the molding resin and the power is mounted.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above problem solving means, the present invention provides the following effects.

본 발명에 따르면, P형 실리콘 및 N형 실리콘이 접합된 솔라 셀을 인쇄회로기판 또는 리드프레임 등과 같은 기판에 탑재하여, 태양광을 수광하는 동시에 전력을 생성하도록 하고, 생성된 전력을 기판으로 공급함으로써, 별도의 외부 전원없이도 자체적인 발전 전력에 의하여 반도체 패키지가 구동되는 장점을 제공한다.
According to the present invention, a solar cell bonded with P-type silicon and N-type silicon is mounted on a substrate such as a printed circuit board or a lead frame to receive solar light and generate power, and supply the generated power to the substrate. As a result, the semiconductor package is driven by its own generated power without a separate external power source.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 솔라 셀 반도체 패키지를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 솔라 셀 반도체 패키지를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 솔라 셀 반도체 패키지를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 솔라 셀 반도체 패키지를 나타내는 단면도,
도 5는 태양광에 의하여 솔라 셀에서 전기가 생성되는 광전 효과를 설명하는 개략도,
도 6은 솔라 셀의 다른 형태를 설명하는 개략도.1 is a cross-sectional view showing a solar cell semiconductor package according to a first embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view illustrating a solar cell semiconductor package according to a second embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view illustrating a solar cell semiconductor package according to a third embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view illustrating a solar cell semiconductor package according to a fourth embodiment of the present invention;
5 is a schematic diagram illustrating a photoelectric effect in which electricity is generated in a solar cell by sunlight;
6 is a schematic diagram illustrating another form of a solar cell.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 솔라 셀을 반도체 패키지내에 일체로 탑재하고, 솔라 셀에서 태양광을 수광하여 발전된 전력을 기판으로 공급하여, 외부 전원없이 자체적인 구동이 이루어질 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention focuses on mounting the solar cell integrally in a semiconductor package and supplying electric power generated by receiving solar light from the solar cell to a substrate, thereby enabling self-driving without an external power source.

본 발명의 제1실시예에 따른 솔라 셀 패키지를 첨부한 도 1을 참조로 설명하면 다음과 같다.The solar cell package according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

우선, 로직 기능을 위한 회로가 집적된 P형 실리콘(22) 위에 N형 실리콘(24)을 도핑시킨 P-N접합형 솔라 셀(20)을 구비한다.First, the P-N junction solar cell 20 in which the N-type silicon 24 is doped on the P-type silicon 22 in which a circuit for logic function is integrated is provided.

물론, n-CdS층과 p-CdTe층이 접합된 박막형 구조의 솔라 셀도 채택 가능하다.Of course, a solar cell having a thin film structure in which an n-CdS layer and a p-CdTe layer are bonded may be adopted.

이렇게 구비된 솔라 셀(20)을 인쇄회로기판(10)의 상면 중앙부에 구획된 칩 부착 영역에 전기적 신호 교환 가능하게 부착시킨다.The solar cell 20 provided as described above is attached to the chip attaching region partitioned at the center of the upper surface of the printed circuit board 10 so as to enable electrical signal exchange.

즉, 상기 인쇄회로기판(10)의 칩 부착 영역에 형성된 전도성패턴과, 솔라 셀(20)의 P형 실리콘(22) 저면에 형성된 전극단자 간을 다수의 플립칩(26)을 이용하여 전기적 신호 교환 가능하게 연결시킨다.That is, an electrical signal is formed between the conductive pattern formed on the chip attaching region of the printed circuit board 10 and the electrode terminals formed on the bottom surface of the P-type silicon 22 of the solar cell 20 using a plurality of flip chips 26. Connect them interchangeably.

이때, 상기 인쇄회로기판(10)과 P형 실리콘(22)의 사이 공간에 절연성의 언더필재료(16)를 충진시킴으로써, 다수의 플립칩(26)들이 언더필재료(16)에 의하여 밀봉되어 상호간의 접촉 방지 및 상호간의 절연이 이루어지게 된다.At this time, by filling the insulating underfill material 16 in the space between the printed circuit board 10 and the P-type silicon 22, a plurality of flip chips 26 are sealed by the underfill material 16 to mutually Contact prevention and mutual insulation are achieved.

또한, 상기 솔라 셀(20)의 N형 실리콘(24)의 전극과 인쇄회로기판(10)의 전극간을 전기전달수단으로 연결하게 되는데, 본 발명의 제1실시예에서는 N형 실리콘(24)의 전극과 인쇄회로기판(10)의 전극 간을 도전성 와이어(12)로 연결시킨다.In addition, the electrodes of the N-type silicon 24 of the solar cell 20 and the electrodes of the printed circuit board 10 are connected by an electric transfer means. In the first embodiment of the present invention, the N-type silicon 24 is connected. Between the electrode and the electrode of the printed circuit board 10 is connected by a conductive wire 12.

특히, 상기 인쇄회로기판(10)의 상면 테두리쪽에는 솔라 셀(20)에서 생성된 전력을 저장하는 소형의 커패시터(18)가 더 장착된다.In particular, a small capacitor 18 for storing the power generated by the solar cell 20 is further mounted on the upper edge of the printed circuit board 10.

최종적으로 인쇄회로기판(10)의 저면에 입출력단자(28)인 다수의 솔더볼이 융착됨으로써, 제1실시예에 따른 솔라 셀 패키지가 완성된다.Finally, a plurality of solder balls, which are input / output terminals 28, are fused to the bottom surface of the printed circuit board 10, thereby completing the solar cell package according to the first embodiment.

이와 같은 제1실시예의 솔라 셀 패키지에 대한 구동 흐름을 살펴보면, N형 실리콘(24)의 상면쪽으로 태양 입사광이 유입되는 동시에 솔라 셀(20)의 P형 실리콘(22)과 N형 실리콘(24)의 접합면쪽으로 전달되면, 전자와 정공이 발생하되, 전자는 N형 실리콘으로, 정공은 P형 실리콘으로 이동하여 기전력이 발생되고, 결국 N형 실리콘, P형 실리콘 각각에 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류 전류가 생성된다.Referring to the driving flow of the solar cell package according to the first embodiment, solar incident light flows into the upper surface of the N-type silicon 24 and the P-type silicon 22 and the N-type silicon 24 of the solar cell 20 are simultaneously introduced. When electrons and holes are generated toward the junction surface of the electrons, electrons move to N-type silicon, holes move to P-type silicon, and electromotive force is generated. It becomes a positive electrode and produces a direct current.

이때, 생성된 전력은 N형 실리콘(24)의 전극에 연결된 도전성 와이어(12)를 통해 인쇄회로기판(10)으로 공급됨으로써, 별도의 외부 전력없이도 인쇄회로기판(10) 및 로직 회로가 집적된 P형 실리콘(22)의 구동이 이루어지게 되고, 일부 전력은 커패시터(18)에 충전 저장되어 태양광이 부족하여 발전량이 떨어질 때 사용할 수 있게 된다.At this time, the generated power is supplied to the printed circuit board 10 through the conductive wire 12 connected to the electrode of the N-type silicon 24, so that the printed circuit board 10 and the logic circuit are integrated without any external power. The P-type silicon 22 is driven, and some electric power is charged and stored in the capacitor 18 to be used when the amount of power generation decreases due to lack of sunlight.

이에, P형 실리콘(22)의 로직 회로에 따른 전기적 신호가 플립칩(26)을 통해 인쇄회로기판(10)으로 전달되는 동시에 인쇄회로기판(10)이 탑재된 해당 전자기기의 마더보드 등으로 용이하게 전달되어진다.Accordingly, the electrical signal according to the logic circuit of the P-type silicon 22 is transmitted to the printed circuit board 10 through the flip chip 26 and at the same time to the motherboard of the corresponding electronic device on which the printed circuit board 10 is mounted. It is easily delivered.

본 발명의 제2실시예에 따른 솔라 셀 패키지를 첨부한 도 2를 참조로 설명하면 다음과 같다.The solar cell package according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

제2실시예에 따른 솔라 셀 패키지는 제1실시예와 그 구성이 동일하고, 단지 솔라 셀(20)과 인쇄회로기판(10) 간을 연결하는 전기전달수단을 관통 실리콘 비아(14)를 채택한 점에서 차이가 있다.The solar cell package according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and adopts a through silicon via 14 as an electrical transmission means for connecting the solar cell 20 and the printed circuit board 10 only. There is a difference in that.

즉, 상기 N형 실리콘(24) 및 P형 실리콘(22)에 레이저 가공을 이용한 관통홀을 형성하고, 이 관통홀내에 전도성 충진재를 충진시킨 관통 실리콘 비아(14)를 형성함으로써, N형 실리콘(24)의 전극이 관통 실리콘 비아(14)를 통해 P형 실리콘(22)의 저면에 부착된 플립칩(26)들중 하나와 도전 가능하게 연결되도록 한다.In other words, through-holes using laser processing are formed in the N-type silicon 24 and the P-type silicon 22, and the through-silicon vias 14 filled with conductive fillers are formed in the through-holes to form N-type silicon ( The electrode of 24 is conductively connected to one of the flip chips 26 attached to the bottom of the P-type silicon 22 through the through silicon vias 14.

이와 같은 제2실시예의 솔라 셀 패키지에 대한 구동 흐름을 살펴보면, 마찬가지로 N형 실리콘(24)의 상면쪽으로 태양 입사광이 유입되는 동시에 솔라 셀(20)의 P형 실리콘(22)과 N형 실리콘(24)의 접합면쪽으로 전달되면, 전자와 정공이 발생하되, 전자는 N형 실리콘으로, 정공은 P형 실리콘으로 이동하여 기전력이 발생되고, 결국 N형 실리콘, P형 실리콘 각각에 부착된 전극이 부극과 정극이 되어 직류 전류가 생성된다.Referring to the driving flow of the solar cell package according to the second embodiment, solar incident light flows into the upper surface of the N-type silicon 24 and the P-type silicon 22 and the N-type silicon 24 of the solar cell 20 at the same time. When electrons and holes are generated toward the junction surface, electrons move to N-type silicon, holes move to P-type silicon, and electromotive force is generated. Eventually, the electrodes attached to the N-type silicon and the P-type silicon are negative electrodes. The positive electrode is generated to generate a direct current.

연이어, 생성된 전력은 N형 실리콘(24)의 전극에 연결된 관통 실리콘 비아(14)및 플립칩(26)을 경유하여 인쇄회로기판(10)으로 공급됨으로써, 별도의 외부 전력없이도 인쇄회로기판(10) 및 로직 회로가 집적된 P형 실리콘(22)의 구동이 이루어지게 되고, 또하 일부 전력은 커패시터(18)에 저장된다.Subsequently, the generated power is supplied to the printed circuit board 10 via the through silicon vias 14 and the flip chip 26 connected to the electrodes of the N-type silicon 24, so that the printed circuit board without any external power is required. 10) and the P-type silicon 22 in which the logic circuits are integrated, and some power is stored in the capacitor 18.

이에, 인쇄회로기판(10)에 공급되는 전력에 의하여 P형 실리콘(22)의 로직 회로에 따른 전기적 로직 신호가 플립칩(26)을 통해 인쇄회로기판(10)으로 전달되는 동시에 인쇄회로기판(10)이 탑재된 해당 전자기기의 마더보드 등으로 용이하게 전달되어진다.Therefore, the electrical logic signal corresponding to the logic circuit of the P-type silicon 22 is transmitted to the printed circuit board 10 through the flip chip 26 by the power supplied to the printed circuit board 10 and at the same time the printed circuit board ( 10) is easily transmitted to the motherboard of the corresponding electronic device mounted.

본 발명의 제3실시예에 따른 솔라 셀 패키지를 첨부한 도 3을 참조로 설명하면 다음과 같다.A solar cell package according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

제3실시예에 따른 솔라 셀 패키지는 솔라 셀을 별도의 로직 칩 위에 적층시킨 구조에 특징이 있다.The solar cell package according to the third embodiment is characterized in that the solar cell is stacked on a separate logic chip.

인쇄회로기판(10)의 칩 부착 영역에 로직 기능을 위한 회로가 집적된 로직 칩(30)이 플립칩(28)을 매개로 전기적 신호 교환 가능하게 부착된다.The logic chip 30, in which a circuit for a logic function is integrated, is attached to the chip attaching region of the printed circuit board 10 so as to be electrically exchanged via the flip chip 28.

또한, 상기 로직 칩(30) 상에 보다 큰 면적의 솔라 셀(20)이 적층 부착된다.In addition, a solar cell 20 having a larger area is stacked on the logic chip 30.

보다 상세하게는, 상기 솔라 셀(20)은 로직 칩(30) 상에 적층 부착되는 P형 실리콘과, 이 P형 실리콘 위에 도핑되는 N형 실리콘으로 구성된 것을 채택할 수 있고, n-CdS층과 p-CdTe층이 접합된 박막형 구조의 솔라 셀 등 채택 가능하며, 어떠한 구조의 솔라 셀도 채택 가능하다.In more detail, the solar cell 20 may be formed of a P-type silicon stacked on the logic chip 30 and an N-type silicon doped on the P-type silicon, and may include an n-CdS layer. It is possible to adopt solar cell of thin film structure in which p-CdTe layer is bonded and solar cell of any structure.

또한, 상기 솔라 셀(20)의 전극과 인쇄회로기판(10)의 전극을 전기전달수단으로서 도전성 와이어(12) 또는 솔더볼을 이용하여 연결시킨다.In addition, the electrode of the solar cell 20 and the electrode of the printed circuit board 10 are connected by using a conductive wire 12 or a solder ball as an electrical transmission means.

마찬가지로, 상기 인쇄회로기판(10)과 로직 칩(30)의 사이 공간에 절연성의 언더필재료(16)를 충진시킴으로써, 다수의 플립칩(26)들이 언더필재료(16)에 의하여 밀봉되어 상호간의 접촉 방지 및 상호간의 절연이 이루어지게 된다.Similarly, by filling the insulating underfill material 16 in the space between the printed circuit board 10 and the logic chip 30, a plurality of flip chips 26 are sealed by the underfill material 16 to be in contact with each other. Prevention and mutual insulation is achieved.

또한, 상기 인쇄회로기판(10)의 상면 테두리쪽에는 솔라 셀(20)에서 생성된 전력을 저장하는 소형의 커패시터(18)가 더 장착되고, 최종적으로 인쇄회로기판(10)의 저면에 입출력단자(28)인 다수의 솔더볼이 융착됨으로써, 제3실시예에 따른 솔라 셀 패키지가 완성된다.In addition, a small capacitor 18 for storing power generated by the solar cell 20 is further mounted on the upper edge of the printed circuit board 10, and finally an input / output terminal is provided on the bottom surface of the printed circuit board 10. By fusion of a plurality of solder balls (28), the solar cell package according to the third embodiment is completed.

이와 같은 제3실시예의 솔라 셀 패키지에 대한 구동 흐름을 살펴보면, 솔라 셀(20)의 상면쪽으로 태양 입사광이 유입되는 동시에 솔라 셀(20)내의 반응 접합면쪽으로 전달되면, 전자와 정공이 발생하는 동시에 기전력이 발생하여, 직류 전류가 생성된다.Referring to the driving flow of the solar cell package of the third embodiment, when solar incident light flows into the upper surface of the solar cell 20 and is transmitted to the reaction junction surface in the solar cell 20, electrons and holes are generated. Electromotive force is generated to generate a direct current.

이때, 생성된 전력은 솔라 셀(20)의 전극에 연결된 도전성 와이어(12)를 통해 인쇄회로기판(10)으로 공급됨으로써, 별도의 외부 전력없이도 인쇄회로기판(10) 및 로직 회로가 집적된 로직 칩(30)의 구동이 이루어지게 되고, 일부 전력은 커패시터(18)에 충전 저장되어 태양광이 부족하여 발전량이 떨어질 때 사용할 수 있게 된다.In this case, the generated power is supplied to the printed circuit board 10 through the conductive wire 12 connected to the electrode of the solar cell 20, so that the printed circuit board 10 and the logic circuit are integrated without any external power. The chip 30 is driven, and some electric power is charged and stored in the capacitor 18 to be used when the amount of power generation is insufficient due to lack of sunlight.

이에, 로직 칩(30)의 로직 회로로부터 전기적 신호가 플립칩(26)을 통해 인쇄회로기판(10)으로 전달되는 동시에 인쇄회로기판(10)이 탑재된 해당 전자기기의 마더보드 등으로 용이하게 전달되어진다.Accordingly, an electrical signal is transmitted from the logic circuit of the logic chip 30 to the printed circuit board 10 through the flip chip 26, and at the same time, easily to the motherboard of the corresponding electronic device on which the printed circuit board 10 is mounted. Delivered.

본 발명의 제4실시예에 따른 솔라 셀 패키지를 첨부한 도 4를 참조로 설명하면 다음과 같다.A solar cell package according to a fourth embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 4.

제4실시예에 따른 솔라 셀 패키지는 리드프레임을 이용하여 제작된 점에 특징이 있다.The solar cell package according to the fourth embodiment is characterized in that it is manufactured using a lead frame.

먼저, 칩 탑재판(42) 및 이 칩 탑재판(42)의 사방 테두리에 인접 배열되는 다수의 리드(44)를 포함하는 리드프레임(40)을 구비하고, 칩 탑재판(42) 상에 로직 칩(30)이 부착된다.First, a lead frame 40 including a chip mounting plate 42 and a plurality of leads 44 arranged adjacent to four edges of the chip mounting plate 42 is provided, and the logic on the chip mounting plate 42 is provided. The chip 30 is attached.

특히, 상기 로직 칩(30) 상에 솔라 셀(20)이 적층 부착된다.In particular, the solar cells 20 are stacked on the logic chip 30.

이때, 상기 로직 칩(30)과 각 리드(44)들이 신호 전달용 도전성 와이어(12a)에 의하여 상호 연결되고, 동시에 솔라 셀(20)의 전극과 리드(44)들중 하나 이상이 전기 전달용 도전성 와이어(12b)에 의하여 상호 연결된다.At this time, the logic chip 30 and the respective leads 44 are interconnected by the conductive wire 12a for signal transmission, and at least one of the electrodes and the leads 44 of the solar cell 20 is used for electrical transmission. Interconnected by conductive wires 12b.

또한, 상기 로직 칩(30) 및 솔라 셀(20), 와이어(12a,12b) 등을 내재시키며 칩 탑재판(42) 및 리드(44)의 상면에 걸쳐 몰딩 수지(46)가 몰딩되되, 태양광을 수광할 수 있도록 솔라 셀(20)의 상면을 노출시키며 몰딩된다.In addition, the molding resin 46 is molded over the upper surface of the chip mounting plate 42 and the lead 44 by embedding the logic chip 30, the solar cell 20, the wires 12a and 12b, and the like. The solar cell 20 is molded while exposing the top surface of the solar cell 20 to receive light.

이때, 상기 리드(44)들중 어느 하나에는 솔라 셀(20)에서 생성된 전력을 저장할 수 있는 커패시터(18)가 더 장착되어 몰딩 수지(46)로 함께 몰딩되는 상태가 된다.At this time, any one of the leads 44 is further mounted with a capacitor 18 capable of storing the power generated by the solar cell 20 and molded together with the molding resin 46.

이와 같은 제4실시예의 솔라 셀 패키지에 대한 구동 흐름을 살펴보면, 몰딩 수지(46)에 의하여 몰딩되지 않고 노출되어 있는 솔라 셀(20)의 상면쪽으로 태양 입사광이 유입되는 동시에 그 반응 접합면쪽으로 전달되면, 마찬가지로 광전 효과에 의거 전자와 정공이 발생하는 동시에 기전력이 발생되여, 직류 전류가 생성된다.Referring to the driving flow of the solar cell package of the fourth embodiment, when solar incident light flows into the upper surface of the exposed solar cell 20 without being molded by the molding resin 46 and is transmitted to the reaction joint surface. Likewise, electrons and holes are generated at the same time based on the photoelectric effect, and electromotive force is generated, thereby generating a direct current.

이때, 생성된 전력은 솔라 셀(20)의 전극에 연결된 전기 전달용 도전성 와이어(12b)를 통해 인쇄회로기판(10)으로 공급됨으로써, 별도의 외부 전력없이도 인쇄회로기판(10) 및 로직 회로가 집적된 로직 칩(30)의 구동이 이루어지게 되고, 일부 전력은 커패시터(18)에 충전 저장되어 태양광이 부족하여 발전량이 떨어질 때 사용할 수 있게 된다.At this time, the generated power is supplied to the printed circuit board 10 through the conductive wire 12b for electrical transmission connected to the electrode of the solar cell 20, thereby providing the printed circuit board 10 and the logic circuit without any external power. The integrated logic chip 30 is driven, and some electric power is charged and stored in the capacitor 18 to be used when the amount of power generation is low due to lack of sunlight.

이에, 로직 칩(30)의 로직 회로로부터 전기적 신호가 신호 전달용 도전성 와이어(12a)를 통해 인쇄회로기판(10)으로 전달되는 동시에 인쇄회로기판(10)이 탑재된 해당 전자기기의 마더보드 등으로 용이하게 전달되어진다.Accordingly, the electrical signal is transmitted from the logic circuit of the logic chip 30 to the printed circuit board 10 through the conductive wire 12a for signal transmission, and at the same time, the motherboard of the corresponding electronic device on which the printed circuit board 10 is mounted. It is easily delivered to.

이상과 같은 본 발명에 따르면, P형 실리콘 및 N형 실리콘이 접합된 솔라 셀또는 n-CdS층과 p-CdTe층이 접합된 박막형 구조의 솔라 셀 등을 인쇄회로기판 또는 리드프레임 등과 같은 기판에 탑재하여, 태양광을 수광하는 동시에 광전 효과에 의하여 전력을 생성하도록 하고, 생성된 전력을 기판으로 공급함으로써, 별도의 외부 전원을 기판 및 칩 쪽으로 공급함없이, 자체적인 발전 전력에 의하여 반도체 패키지가 용이하게 구동될 수 있다.
According to the present invention as described above, a solar cell having a P-type silicon and an N-type silicon or a thin-film solar cell having an n-CdS layer and a p-CdTe layer bonded to a substrate such as a printed circuit board or a lead frame Mounted to receive sunlight and generate power by the photoelectric effect, and supply the generated power to the substrate, the semiconductor package can be easily generated by its own power generation without supplying additional external power to the substrate and the chip Can be driven.

10 : 인쇄회로기판 12 : 도전성 와이어
12a : 신호 전달용 도전성 와이어 12b : 전기 전달용 도전성 와이어
14 : 관통 실리콘 비아 16 : 언더필재료
18 : 커패시터 20 : 솔라 셀
22 : P형 실리콘 24 : N형 실리콘
26 : 플립칩 28 : 입출력단자
30 : 로직 칩 40 : 리드프레임
42 : 칩 탑재판 44 : 리드
46 : 몰딩 수지10: printed circuit board 12: conductive wire
12a: conductive wire for signal transmission 12b: conductive wire for electric transmission
14 through-silicon via 16 underfill material
18 capacitor 20 solar cell
22: P-type silicon 24: N-type silicon
26: flip chip 28: input and output terminal
30: logic chip 40: leadframe
42: chip mounting plate 44: lead
46: molding resin

Claims (11)

인쇄회로기판(10)과;
로직 기능을 위한 회로가 집적된 P형 실리콘(22)과, 이 P형 실리콘(22) 위에 도핑되는 N형 실리콘(24)으로 구성되는 솔라 셀(20)과;
상기 인쇄회로기판(10) 상에 솔라 셀(20)의 P형 실리콘(22)을 도전 가능하게 연결시키는 다수의 플립칩(26)과;
상기 솔라 셀(20)의 N형 실리콘(24)의 전극과 인쇄회로기판(10)의 전극간을 연결하는 전기전달수단과;
상기 인쇄회로기판(10)의 저면에 융착되는 입출력단자(28);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
A printed circuit board 10;
A solar cell 20 composed of a P-type silicon 22 in which circuits for logic functions are integrated, and an N-type silicon 24 doped over the P-type silicon 22;
A plurality of flip chips 26 conductively connecting the P-type silicon 22 of the solar cell 20 on the printed circuit board 10;
Electrical transfer means for connecting between electrodes of the N-type silicon 24 of the solar cell 20 and electrodes of the printed circuit board 10;
An input / output terminal 28 fused to a bottom surface of the printed circuit board 10;
Solar cell semiconductor package comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 전기전달수단은 N형 실리콘(24)의 전극과 인쇄회로기판(10)의 전극 간에 연결되는 도전성 와이어(12)로 채택된 것임을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
The method according to claim 1,
The electro-transmission means is a solar cell semiconductor package, characterized in that it is adopted as a conductive wire (12) connected between the electrode of the N-type silicon (24) and the electrode of the printed circuit board (10).
청구항 1에 있어서,
상기 전기전달수단은 N형 실리콘(24) 및 P형 실리콘(22)에 관통되는 동시에 P형 실리콘(22)의 저면에 부착된 플립칩(26)들중 하나와 도전 가능하게 연결되는 관통 실리콘 비아(14)로 채택된 것임을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
The method according to claim 1,
The electrical transfer means penetrates through the N-type silicon 24 and the P-type silicon 22 and at the same time conductively connects with one of the flip chips 26 attached to the bottom of the P-type silicon 22. A solar cell semiconductor package, characterized in that being adopted as (14).
청구항 1에 있어서,
상기 플립칩(26)들이 밀봉되도록 인쇄회로기판(10)과 P형 실리콘(22)의 사이 공간에 절연성의 언더필재료(16)가 충진된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
The method according to claim 1,
A solar cell semiconductor package comprising an insulating underfill material (16) filled in a space between a printed circuit board (10) and a P-type silicon (22) to seal the flip chips (26).
청구항 1에 있어서,
상기 인쇄회로기판(10)의 상면 테두리쪽에는 전력을 저장하는 커패시터(18)가 더 장착된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
The method according to claim 1,
The solar cell semiconductor package, characterized in that a capacitor (18) for storing power is further mounted on the upper edge of the printed circuit board (10).
인쇄회로기판(10)과;
로직 기능을 위한 회로가 집적된 로직 칩(30)과;
상기 인쇄회로기판(10) 상에 로직 칩(30)을 도전 가능하게 연결시키는 다수의 플립칩(28)과;
상기 로직 칩(30) 상에 적층 부착되는 솔라 셀(20)과;
상기 솔라 셀(20)의 전극과 인쇄회로기판(10)의 전극간을 연결하는 전기전달수단과;
상기 인쇄회로기판(10)의 저면에 융착되는 입출력단자(28);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
A printed circuit board 10;
A logic chip 30 in which circuits for logic functions are integrated;
A plurality of flip chips 28 conductively connecting logic chips 30 on the printed circuit board 10;
A solar cell 20 stacked on and attached to the logic chip 30;
Electrical transfer means for connecting the electrodes of the solar cell 20 and the electrodes of the printed circuit board 10;
An input / output terminal 28 fused to a bottom surface of the printed circuit board 10;
Solar cell semiconductor package comprising a.
청구항 6에 있어서,
상기 전기전달수단은 솔라 셀(20)의 전극과 인쇄회로기판(10)의 전극 간에 연결되는 도전성 와이어(12) 또는 솔더볼로 채택된 것임을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
The method of claim 6,
The electric transfer means is a solar cell semiconductor package, characterized in that it is adopted as a conductive wire (12) or solder ball connected between the electrode of the solar cell (20) and the electrode of the printed circuit board (10).
청구항 6에 있어서,
상기 플립칩(28)들이 밀봉되도록 인쇄회로기판(10)과 솔라 셀(20)의 사이 공간에 절연성의 언더필재료(16)가 충진된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
The method of claim 6,
A solar cell semiconductor package comprising an insulating underfill material (16) filled in a space between a printed circuit board (10) and a solar cell (20) to seal the flip chip (28).
청구항 6에 있어서,
상기 인쇄회로기판(10)의 상면 테두리쪽에는 전력을 저장하는 커패시터(18)가 더 장착된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
The method of claim 6,
The solar cell semiconductor package, characterized in that a capacitor (18) for storing power is further mounted on the upper edge of the printed circuit board (10).
칩 탑재판(42) 및 이 칩 탑재판(42)의 사방 테두리에 인접 배열되는 다수의 리드(44)를 포함하는 리드프레임(40)과;
상기 칩 탑재판(42) 상에 부착되는 로직 칩(30)과;
상기 로직 칩(30) 상에 적층 부착되는 솔라 셀(20)과;
로직 칩(30)과 리드(44)간에 연결되는 신호 전달용 도전성 와이어(12a)와;
상기 솔라 셀(20)의 전극과 리드(44)간에 연결되는 전기 전달용 도전성 와이어(12b)와;
로직 칩(30) 및 솔라 셀(20), 와이어(12a,12b)를 내재시키며 몰딩되되, 솔라 셀(20)의 상면을 노출시키며 몰딩되는 몰딩 수지(46);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.
A lead frame 40 including a chip mounting plate 42 and a plurality of leads 44 arranged adjacent to four sides of the chip mounting plate 42;
A logic chip 30 attached to the chip mounting plate 42;
A solar cell 20 stacked on and attached to the logic chip 30;
A conductive wire 12a for signal transmission connected between the logic chip 30 and the lead 44;
A conductive wire 12b for electrical transmission connected between the electrode and the lead 44 of the solar cell 20;
A molding resin 46 in which the logic chip 30, the solar cell 20, and the wires 12a and 12b are embedded while being molded, exposing the top surface of the solar cell 20, and being molded;
Solar cell semiconductor package comprising a.
청구항 10에 있어서,
상기 리드(44)들중 어느 하나에는 전력을 저장하는 커패시터(18)가 더 장착되어 몰딩 수지(46)로 몰딩된 것을 특징으로 하는 솔라 셀 반도체 패키지.The method according to claim 10,
Solar cell semiconductor package, characterized in that any one of the leads (44) is further mounted with a molding resin (46) further equipped with a capacitor (18) for storing power.
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