KR101403554B1 - Heat sink unit equipped type printed circuit board with excellent heat dissapation efficiency and stack package having the same - Google Patents

Heat sink unit equipped type printed circuit board with excellent heat dissapation efficiency and stack package having the same Download PDF

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최인성
장환석
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Abstract

Disclosed are a heat sink unit equipped type printed circuit board which can improve heat dissipation by efficiently discharging heat generated in a high speed operation to the outside by mounting an air-cooled heat sink unit on a substrate, and a stack package having the same. A heat sink unit equipped type printed circuit board with excellent heat dissipation efficiency according to the present invention includes a heat sink unit which has an insulating member which has a shape of a hollow plate which has a hollow hole which penetrates both long sides which face each other, a partition wall which is attached to the inner part of the insulating member and is divided to have an air flow path for receiving air, and a conductive post which vertically penetrates the inner center of the insulating member and is electrically connected to bond fingers, respectively; and a substrate body which includes the bond fingers which support the heat sink unit and are formed in the upper surface touching the heat sink unit and ball lands which are formed in the lower surface opposite to the upper surface.

Description

열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판 및 그 적층 패키지{HEAT SINK UNIT EQUIPPED TYPE PRINTED CIRCUIT BOARD WITH EXCELLENT HEAT DISSAPATION EFFICIENCY AND STACK PACKAGE HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat-dissipating unit-mounted printed circuit board having excellent heat dissipation efficiency and a laminated package therefor. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판 및 그 적층 패키지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판 상에 공냉식의 방열 유닛을 탑재함으로써, 고속 동작시 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출시켜 방열 특성을 향상시킬 수 있는 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판 및 그 적층 패키지에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat dissipation unit-mounted printed circuit board and a laminated package thereof, and more particularly, to an air-cooled heat dissipation unit mounted on a substrate to effectively dissipate heat generated during high- A heat sink unit mounted type printed circuit board and a laminated package thereof.

반도체 패키지는 순도 높은 실리콘으로 이루어진 웨이퍼 상에 반도체 칩을 제조하는 반도체 칩 제조 공정, 반도체 칩을 전기적으로 검사하는 다이 소팅 공정 및 양품 반도체 칩을 패키징하는 패키징 공정 등을 통해 제조된다.The semiconductor package is manufactured through a semiconductor chip manufacturing process for manufacturing a semiconductor chip on a wafer made of high-purity silicon, a die sorting process for electrically inspecting a semiconductor chip, and a packaging process for packaging a good semiconductor chip.

최근, 반도체 패키지의 사이즈가 반도체 칩 사이즈의 약 100% 내지 105%에 불과한 칩 스케일 패키지(chip scale package) 및 복수개의 반도체 칩들을 적층 한 스택 패키지(stacked semiconductor package)가 개발된 바 있다.In recent years, a chip scale package in which the size of a semiconductor package is only about 100% to 105% of a semiconductor chip size, and a stacked semiconductor package in which a plurality of semiconductor chips are stacked have been developed.

이들 중 스택 패키지는 복수개의 반도체 칩들을 적층하여 데이터 용량을 크게 향상시키는 장점이 있으나, 반도체 칩들의 동작시 각 반도체 칩에서 발생하는 열량이 축적될 경우 열화 현상으로 반도체 칩들에 오작동을 유발할 수 있다.Among these stacked packages, there is an advantage in that a plurality of semiconductor chips are stacked to greatly improve the data capacity. However, when the amount of heat generated in each semiconductor chip during operation of the semiconductor chips is accumulated, malfunction may occur in the semiconductor chips due to deterioration.

특히, CPU, GPU 등과 같은 많은 전력을 소모하는 반도체 칩에 방열 유닛을 장착시키려는 노력이 부단히 이루어지고 있으며, 시스템-인 패키지, 스택 패키지 등과 같이 반도체 칩을 수직 적층하는 구조에서는 열 발생이 심하여 방열 유닛을 탑재시키는 것이 필수불가결한 상황이다.Particularly, efforts have been made to mount a heat dissipating unit on a semiconductor chip consuming a large amount of power such as a CPU and a GPU. In a structure in which semiconductor chips are stacked vertically, such as a system-in package or a stack package, It is indispensable to mount the device.

그러나, 종래의 방열 유닛으로 수냉식을 이용하고자 하는 노력이 진행되었으나, 이러한 수냉식 방열 유닛은 설계가 복잡해지고, 초기 설치 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. 또한, 종래에 따른 방열 유닛은 수직적인 전기적 경로를 구현하는 것이 불가능한 구조적인 문제로 반도체 패키지의 외부에 장착하고 있는데, 이는 결국 반도체 패키지의 내부의 열 방출 경로가 길어질 수밖에 없는 요인으로 작용하여 열 방출 효율을 향상시키는 데 어려움으로 작용하고 있다.However, efforts have been made to use a water-cooling type as a conventional heat-dissipating unit, but such a water-cooling heat-dissipating unit is complicated in design and requires a large initial installation cost. In addition, the conventional heat dissipation unit is mounted outside the semiconductor package because of a structural problem that it is not possible to realize a vertical electrical path. As a result, the heat dissipation path inside the semiconductor package becomes long, It is difficult to improve the efficiency.

관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0087563호(2005.08.31. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 방열판이 장착된 인쇄회로기판과 이 회로기판을 이용한 발광다이오드 패키지 및 그 제조 방법이 기재되어 있다.
A related literature is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0087563 (published on Aug. 31, 2005), which discloses a printed circuit board on which a heat sink is mounted, a light emitting diode package using the circuit board, .

본 발명의 목적은 공냉식의 방열 유닛을 적용함으로써, 반도체 칩들의 고속 동작시 발생하는 열을 외부로 신속하게 방출시킬 수 있는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heat-dissipating unit-mounted printed circuit board having an excellent heat dissipation efficiency capable of quickly dissipating heat generated during high-speed operation of semiconductor chips by applying an air-cooled heat dissipating unit.

본 발명의 다른 목적은 상기 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판에 복수의 반도체 칩을 탑재함으로써, 반도체 칩들의 고속 동작시 발생하는 열을 외부로 신속하게 방출시킴으로써, 방열 성능을 극대화할 수 있는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 적층 패키지를 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, by mounting a plurality of semiconductor chips on the heat dissipation unit-mounted printed circuit board, by rapidly discharging heat generated during high-speed operation of the semiconductor chips to the outside, And an excellent heat dissipation unit mounting type laminated package.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판은 마주보는 양측 장변을 관통하는 중공을 갖는 중공형 플레이트 형상을 갖는 절연 부재와, 상기 절연 부재의 내부에 각각 부착되어, 내부로 공기가 유입되는 공기 유로를 갖도록 구획화하는 격벽과, 상기 절연 부재의 내부 중앙을 수직으로 각각 관통하여 복수의 본드 핑거와 전기적으로 각각 연결된 전도성 포스트를 갖는 방열 유닛; 및 상기 방열 유닛을 지지하며, 상기 방열 유닛과 맞닿는 상면에 형성된 상기 복수의 본드핑거와, 상기 상면에 반대되는 하면에 형성된 복수의 볼 랜드를 갖는 기판 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a printed circuit board having a heat dissipating unit, the heat dissipating unit having an excellent heat dissipation efficiency, comprising: an insulating member having a hollow plate shape having a hollow penetrating both opposite long sides; And a conductive post electrically connected to each of the plurality of bond fingers through a plurality of bond fingers, the plurality of bond fingers being vertically penetrated through an inner center of the insulating member, respectively; And a substrate body supporting the heat dissipation unit and having a plurality of bond fingers formed on an upper surface contacting the heat dissipation unit and a plurality of ball lands formed on a lower surface opposite to the upper surface.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 적층 패키지는 마주보는 양측 장변을 관통하는 중공을 갖는 중공형 플레이트 형상을 갖는 절연 부재와, 상기 절연 부재의 내부에 각각 부착되어, 내부로 공기가 유입되는 공기 유로를 갖도록 구획화하는 격벽과, 상기 절연 부재의 내부 중앙을 수직으로 각각 관통하여 복수의 본드 핑거와 전기적으로 각각 연결된 전도성 포스트를 갖는 방열 유닛; 상기 방열 유닛을 지지하며, 상기 방열 유닛과 맞닿는 상면에 형성된 상기 복수의 본드핑거와, 상기 상면에 반대되는 하면에 형성된 복수의 볼 랜드를 갖는 기판 몸체; 상기 방열 유닛 상에 수직적으로 스택되며, 각각의 관통 전극을 매개로 전기적으로 연결된 복수의 반도체 칩; 상기 스택된 반도체 칩을 포함하는 절연 부재의 상면을 밀봉하는 봉지 부재; 및 상기 기판 몸체 하면의 볼 랜드에 부착된 외부접속단자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a laminated package having a heat dissipating unit, the heat dissipating unit having an excellent heat dissipation efficiency, comprising: an insulating member having a hollow plate shape having a hollow penetrating both opposite long sides; And a conductive post electrically connected to each of the plurality of bond fingers through a plurality of bond fingers, the plurality of bond fingers being vertically penetrated through an inner center of the insulating member, respectively; A substrate body supporting the heat dissipation unit and having a plurality of bond fingers formed on an upper surface contacting the heat dissipation unit and a plurality of ball lands formed on a lower surface opposite to the upper surface; A plurality of semiconductor chips vertically stacked on the heat dissipation unit and electrically connected through respective through electrodes; A sealing member sealing the upper surface of the insulating member including the stacked semiconductor chip; And an external connection terminal attached to a bottom surface of the bottom surface of the substrate body.

본 발명에 따른 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판 및 그 적층 패키지는 중공형 플레이트 형상을 갖는 절연 부재의 내부에 공기 유로를 갖도록 구획화하는 격벽을 형성하고, 전도성 포스트에 의해 본드핑거와의 전기적 접속이 이루어지도록 설계된 방열 유닛을 기판 몸체에 탑재함으로써, 반도체 칩들의 고속 동작시 발생하는 열을 외부로 신속하게 방출시킴으로써, 방열 성능을 극대화할 수 있다.
A heat-dissipating unit-mounted printed circuit board and a laminated package thereof having an excellent heat radiation efficiency according to the present invention are characterized by having partition walls partitioning the insulation member having a hollow plate shape so as to have an air flow path, The heat dissipation performance of the semiconductor chips can be maximized by quickly discharging the heat generated during the high-speed operation of the semiconductor chips to the outside by mounting the heat dissipation unit designed to be electrically connected to the substrate body.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 방열 유닛을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 방열 시트를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방열 유닛 탑재형 적층 패키지를 나타낸 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a heat sink unit-mounted printed circuit board according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is an enlarged perspective view of the heat dissipation unit of Fig. 1. Fig.
3 is an enlarged cross-sectional view of portion A of Fig.
4 is a cross-sectional view illustrating a heat sink unit-mounted printed circuit board according to a modification of the present invention.
5 is a plan view showing the heat radiation sheet of Fig.
6 is a cross-sectional view showing a heat radiation unit mounted laminate package according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판 및 그 적층 패키지에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a heat-dissipating unit-mounted printed circuit board and a laminated package therefor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 방열 유닛을 확대하여 나타낸 사시도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a heat sink unit-mounted printed circuit board according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged perspective view of the heat sink unit of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판(100)은 방열 유닛(120) 및 기판 몸체(140)를 포함한다.
Referring to FIGS. 1 and 2, a heat sink unit-mounted printed circuit board 100 according to an embodiment of the present invention includes a heat dissipation unit 120 and a substrate body 140.

방열 유닛(120)은 절연 부재(122), 격벽(124) 및 전도성 포스트(126)를 포함한다.The heat dissipating unit 120 includes an insulating member 122, a partition wall 124, and a conductive post 126.

절연 부재(122)는 마주보는 양측 장변을 관통하는 중공을 갖는 중공형 플레이트 형상을 갖는다. 이러한 절연 부재(122)로는 페라이트 잉크, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 등에서 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다. 이때, 중공은 에칭, 펀칭, 레이저 드릴링, 기계적 드릴링 등에서 선택된 어느 하나의 방식으로 형성될 수 있다. 이러한 중공에 의해 절연 부재(122)의 양측 장변이 외부로 노출되어, 공기가 통과되는 통로의 역할을 하게 된다.
The insulating member 122 has a hollow plate shape having a hollow penetrating through both long sides facing each other. As the insulating member 122, any one selected from a ferrite ink, a polyimide resin, and an epoxy resin may be used. At this time, the hollow may be formed by any one method selected from etching, punching, laser drilling, mechanical drilling, and the like. Both sides of the insulating member 122 are exposed to the outside by the hollow to serve as a passage through which the air passes.

격벽(124)은 절연 부재(122)의 내부에 각각 부착되어, 내부로 공기가 유입되는 공기 유로(125)를 갖도록 구획화하는 역할을 한다. 이때, 격벽(124)의 재질로는, 절연 부재(122)의 재질과 동일하게, 페라이트 잉크, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 등에서 선택된 어느 하나가 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The barrier ribs 124 are attached to the inside of the insulating member 122 to divide the barrier ribs 124 so as to have an air flow path 125 into which air flows. At this time, as the material of the partition wall 124, any one selected from ferrite ink, polyimide resin, epoxy resin and the like may be used as the material of the insulating member 122, but the present invention is not limited thereto.

이러한 격벽(124)은 5 ~ 30㎛의 폭 및 100 ~ 500㎛의 높이를 갖는 것이 바람직하다. 격벽(124)의 폭이 5㎛ 미만일 경우에는 강성 및 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 격벽(124)의 폭이 30㎛를 초과할 경우에는 격벽(124)들 간의 이격 거리 확보에 어려움이 따를 수 있다. 또한, 격벽(124)의 높이가 100㎛ 미만일 경우에는 공기 유로(125)의 면적이 협소해지는 관계로 공기가 통과할 수 있는 면적이 협소해지는 관계로 방열 성능이 낮아질 우려가 크다. 반대로, 격벽(124)의 높이가 500㎛를 초과할 경우에는 외부 충격이나, 진동에 의해 격벽(124)에 크랙이 발생하거나, 유실될 우려가 크다.The barrier ribs 124 preferably have a width of 5 to 30 mu m and a height of 100 to 500 mu m. If the width of the barrier ribs 124 is less than 5 탆, it may be difficult to secure rigidity and strength. On the other hand, if the width of the barrier ribs 124 exceeds 30 탆, it may be difficult to secure a separation distance between the barrier ribs 124. If the height of the partition wall 124 is less than 100 mu m, the area of the air flow path 125 becomes narrow, so that the area through which air can pass through is narrowed, so that the heat radiation performance is likely to be lowered. On the contrary, when the height of the partition wall 124 exceeds 500 mu m, there is a great possibility that the partition wall 124 is cracked or lost due to external shock or vibration.

도면으로 상세히 도시하지는 않았지만, 격벽(124)은 절연 부재(122)의 내부에 양단이 각각 배치되어, 절연 부재(122)와 접착제에 의해 접합될 수 있다.
Although not shown in the drawings, the barrier ribs 124 may be disposed at both ends of the insulating member 122, and may be bonded to the insulating member 122 with an adhesive.

도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of portion A of Fig.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 격벽(124)은 복수개가 수직적으로 배열되는 벽면이 지그재그 형태로 돌출 형성될 수 있다. 이와 같이, 복수의 격벽(124)을 지그 재그 형태로 돌출 형성할 경우, 복수의 격벽(124)에 대한 표면적이 확대될 수 있을 뿐만 아니라, 격벽(124)에 의해 구획화되는 공기 유로(125)의 길이가 길어져 공기와의 접촉 시간 및 접촉량이 증가되어 열 방열 효율을 극대화할 수 있는 구조적인 이점이 있다.
Referring to FIG. 3, the barrier ribs 124 according to the embodiment of the present invention may be formed in a zigzag form so that a plurality of vertically arranged wall faces are formed. When the plurality of barrier ribs 124 are protruded in a zigzag fashion, not only the surface area of the plurality of barrier ribs 124 can be enlarged, but also the surface area of the air flow path 125 partitioned by the barrier ribs 124 The length and the contact time with the air are increased, so that there is a structural advantage that the heat radiation efficiency can be maximized.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 전도성 포스트(126)는 절연 부재(122)의 내부 중앙을 수직으로 각각 관통하여 복수의 본드 핑거(142)와 전기적으로 각각 연결된다. 이러한 전도성 포스트(126)는 기판 몸체(140)의 본드 핑거(142)와의 전기적인 접속을 위해, 전도성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 전도성 포스트(126)의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 금(Au) 및 이들의 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다.1 and 2, the conductive posts 126 are electrically connected to the plurality of bond fingers 142, respectively, through the inner center of the insulating member 122, respectively. The conductive posts 126 are preferably formed of a conductive material for electrical connection with the bond fingers 142 of the substrate body 140. Accordingly, the conductive post 126 may be formed of any one of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr) have.

이때, 전도성 포스트(126)는 복수의 본드 핑거(142)와 일대일 대응되도록 각각 배치되며, 절연 부재(122)를 관통하여 복수의 본드 핑거(142)에 핀 타입으로 고정된다. 특히, 전도성 포스트(126)는 격벽(124)에 의해 구획화되는 공기 유로(125) 내에 배치시키는 것이 바람직한데, 이는 전도성 포스트(126)를 공기 유로(125) 내에 배치시킬 경우 공기 유로(125)의 내부를 통과하는 공기와 직접적으로 접촉하므로 고속 동작시 반도체 칩들에서 발생하는 열을 외부로 신속하게 방출시키는 것이 가능해질 수 있기 때문이다.At this time, the conductive posts 126 are respectively disposed so as to correspond one-to-one with the plurality of bond fingers 142, and are fixed to the plurality of bond fingers 142 in a pin type through the insulating member 122. It is preferable that the conductive posts 126 are disposed in the air passage 125 that is partitioned by the partition wall 124. This is advantageous in that when the conductive posts 126 are disposed in the air passage 125, It is possible to quickly release the heat generated from the semiconductor chips in the high-speed operation due to the direct contact with the air passing through the inside.

도면으로 도시하지는 않았지만, 전도성 포스트(126)는 격벽(124) 및 절연 부재(122)를 각각 관통하여 복수의 본드 핑거(142)에 핀 타입으로 고정될 수도 있다. 이 경우, 격벽(124)이 전도성 포스트(126)를 안정적으로 지지할 수 있으므로, 강도 및 강성이 향상될 수 있는 구조적인 이점이 있다.Although not shown in the drawing, the conductive posts 126 may be fixed to the plurality of bond fingers 142 in a pin-like manner through the barrier ribs 124 and the insulating member 122, respectively. In this case, since the partition wall 124 can stably support the conductive posts 126, there is a structural advantage that strength and rigidity can be improved.

이와 같이, 전도성 포스트(126)를 핀 타입으로 복수의 본드 핑거(142)에 고정시킬 경우, 기판 몸체(140)의 상면(140a) 상에 탑재되는 방열 유닛(120)이 전도성 포스트(126)를 고정 및 지지하는 지지 수단으로 작용할 수 있으므로, 전도성 포스트(126)의 삽입 및 고정이 용이해질 수 있다.
When the conductive posts 126 are fixed to the plurality of bond fingers 142 in the form of a pin, the heat dissipating unit 120 mounted on the upper surface 140a of the substrate body 140 is provided with the conductive posts 126 Can act as support means for fixing and supporting, so that the insertion and fixing of the conductive posts 126 can be facilitated.

기판 몸체(140)는 방열 유닛(120)을 지지하며, 방열 유닛(120)과 맞닿는 상면(140a)에 형성된 복수의 본드 핑거(142)와, 상면(140a)에 반대되는 하면(140b)에 형성된 복수의 볼 랜드(144)를 갖는다. 이러한 기판 몸체(140)의 재질로는 프리프레그(prepreg), 폴리이미드 수지 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 복수의 본드 핑거(142)는 기판 몸체(140) 상면(140a)의 중앙 부분에 배치되는 것이 바람직하나, 가장자리 부분에 배치될 수도 있다.
The substrate body 140 supports the heat dissipating unit 120 and includes a plurality of bond fingers 142 formed on an upper surface 140a contacting the heat dissipating unit 120 and a plurality of heat dissipation units 140 formed on the lower surface 140b opposite to the upper surface 140a. And has a plurality of ball lands 144. As the material of the substrate body 140, a prepreg, a polyimide resin, or the like may be used, but the present invention is not limited thereto. At this time, the plurality of bond fingers 142 are preferably disposed at the center portion of the upper surface 140a of the substrate body 140, but they may be disposed at the edge portions.

한편, 도 4는 본 발명의 변형예에 따른 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a heat sink unit-mounted printed circuit board according to a modification of the present invention.

도 4를 참조하면, 도시된 본 발명의 변형예에 따른 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판(100)은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 실시예에 따른 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.Referring to FIG. 4, the heat sink unit-mounted printed circuit board 100 according to the modified embodiment of the present invention is substantially the same as the heat sink unit-mounted printed circuit board according to the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 .

다만, 본 발명의 변형예에 따른 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판(100)은 절연 부재(122) 상에 부착된 방열 시트(160)를 더 포함하는 점에서 실시예와 차이가 있는바, 중복 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하도록 한다.
However, the heat-radiating-unit-mounted printed circuit board 100 according to the modification of the present invention is different from the embodiment in that it further includes the heat-radiating sheet 160 attached on the insulating member 122, Should be omitted and only the differences should be explained.

이때, 방열 시트(160)는 절연 부재(122) 상에 부착되며, 전도성 포스트(126)를 노출시키기 위한 복수의 개구(G)를 구비한다. 이와 같이, 방열 시트(160)를 추가 장착할 경우, 공냉식의 방열 유닛(120)과 더불어 방열 시트(160)를 통한 추가적인 열 방출이 이루어질 수 있으므로, 보다 효과적인 열 방출이 가능해질 수 있다. 특히, 방열 시트(160)는 방열 유닛(120)의 상면(120a)과 더불어, 방열 유닛(120)의 측면을 덮도록 형성하는 것이 바람직하다.
At this time, the heat-radiating sheet 160 is attached on the insulating member 122 and has a plurality of openings G for exposing the conductive posts 126. As described above, when the heat-radiating sheet 160 is additionally mounted, additional heat can be emitted through the heat-radiating sheet 160 in addition to the air-cooling heat-radiating unit 120, so that more effective heat radiation can be achieved. In particular, it is preferable that the heat radiation sheet 160 is formed so as to cover the side surface of the heat radiation unit 120, together with the upper surface 120a of the heat radiation unit 120. [

지금까지 살펴본 바와 같이, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판은 중공형 플레이트 형상을 갖는 절연 부재의 내부에 공기 유로를 갖도록 구획화하는 격벽을 형성하고, 전도성 포스트에 의해 본드핑거와의 전기적 접속이 이루어지도록 설계된 방열 유닛을 기판 몸체에 탑재함으로써, 반도체 칩들의 고속 동작시 발생하는 열을 외부로 신속하게 방출시킴으로써, 방열 성능을 극대화할 수 있다.
As described above, according to the above-described embodiment of the present invention, the heat-dissipating unit-mounted printed circuit board with excellent heat dissipation efficiency has a partition plate that is partitioned to have an air flow path inside an insulating member having a hollow plate shape, The heat dissipation performance can be maximized by mounting the heat dissipating unit designed to be electrically connected to the bond finger by the conductive posts on the substrate body so that the heat generated during the high speed operation of the semiconductor chips is quickly discharged to the outside.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방열 유닛 탑재형 적층 패키지를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a heat radiation unit mounting type laminate package according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 방열 유닛 탑재형 적층 패키지(300)는 방열 유닛(120), 기판 몸체(140), 반도체 칩(200), 봉지 부재(240) 및 외부접속단자(250)를 포함한다. 이때, 방열 유닛 탑재형 적층 패키지(300)의 방열 유닛(120) 및 기판 몸체(140)는 도 1 및 도 2를 참조로 도시하고 설명한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판의 방열 유닛 및 기판 몸체와 실질적으로 동일한바, 중복 설명은 생략하도록 한다.
Referring to FIG. 6, a heat dissipation unit-mounted laminate package 300 according to an embodiment of the present invention includes a heat dissipation unit 120, a substrate body 140, a semiconductor chip 200, a sealing member 240, And a connection terminal 250. The heat dissipation unit 120 and the substrate body 140 of the heat dissipation unit mounting type stacked package 300 are substantially the same as the heat dissipation unit and the substrate body of the heat dissipation unit mounted type printed circuit board shown and described with reference to FIGS. And duplicate explanation is omitted.

반도체 칩(200)은 복수개가 방열 유닛(120) 상에 수직적으로 스택되며, 각각의 관통 전극(210)을 매개로 전기적으로 연결된다 이때, 관통 전극(210)은 니켈(Ni) 또는 은(Ag) 파우더가 포함된 페이스트가 이용될 수 있다. 이러한 반도체 칩(200)들은 동종 또는 이종 칩일 수 있다. 복수의 반도체 칩(200)들은 메모리 칩, 시스템 칩, 컨트롤 칩 등에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.A plurality of semiconductor chips 200 are vertically stacked on the heat dissipating unit 120 and are electrically connected to each other via the penetrating electrodes 210. The penetrating electrodes 210 may be formed of Ni or Ag ) A paste containing a powder may be used. These semiconductor chips 200 may be the same type or different kinds of chips. The plurality of semiconductor chips 200 may be any one or more selected from a memory chip, a system chip, and a control chip.

이때, 기판 몸체(140) 및 반도체 칩(200)은 복수의 본드 핑거(142)와 전기적으로 연결되는 방열 유닛(120)의 전도성 포스트(126)와, 반도체 칩(200)의 관통 전극(210) 사이에 각각 개재되는 복수의 범프(220)를 매개로 전기적으로 연결된다. 또한, 방열 유닛(120)과 반도체 칩(200)은 이들 사이에 개재되는 언더-필 부재(230)에 의해 물리적으로 접합된다.
The substrate body 140 and the semiconductor chip 200 are electrically connected to the conductive posts 126 of the heat dissipating unit 120 electrically connected to the plurality of bond fingers 142 and the penetrating electrodes 210 of the semiconductor chip 200, And are electrically connected through a plurality of bumps 220 interposed therebetween. Also, the heat dissipating unit 120 and the semiconductor chip 200 are physically bonded by the under-fill member 230 interposed therebetween.

봉지 부재(240)는 스택된 반도체 칩(200)을 포함하는 절연 부재(122)의 상면을 밀봉한다. 이때, 봉지 부재(240)가 방열 유닛(120)을 덮을 경우, 공기 유로(125) 내로 통과하는 공기의 흐름이 막힐 수 있으므로 방열 유닛(120)은 노출시키는 것이 바람직하다. 이러한 봉지 부재(240)로는 에폭시 몰딩 화합물이 이용될 수 있다.
The sealing member 240 seals the upper surface of the insulating member 122 including the stacked semiconductor chip 200. At this time, when the sealing member 240 covers the heat dissipating unit 120, it is preferable that the heat dissipating unit 120 is exposed because the flow of air passing through the air passage 125 may be blocked. As the sealing member 240, an epoxy molding compound may be used.

외부접속단자(250)는 기판 몸체(140) 하면(140b)의 볼 랜드(144)에 부착된다. 이러한 외부접속단자(250)는 솔더 볼이 이용될 수 있다.
The external connection terminal 250 is attached to the ball land 144 of the lower surface 140b of the substrate body 140. [ The external connection terminal 250 may be a solder ball.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 방열 유닛 탑재형 적층 패키지는 중공형 플레이트 형상을 갖는 절연 부재의 내부에 공기 유로를 갖도록 구획화하는 격벽을 형성하고, 전도성 포스트에 의해 본드핑거와의 전기적 접속이 이루어지도록 설계된 방열 유닛을 기판 몸체에 탑재함으로써, 반도체 칩들의 고속 동작시 발생하는 열을 외부로 신속하게 방출시킴으로써, 방열 성능을 극대화할 수 있다.
The heat-radiating unit-mounted laminate package according to the above-described embodiment of the present invention is characterized in that the partition member is partitioned so as to have an air flow path inside the insulating member having a hollow plate shape and electrically connected to the bond finger by the conductive post The heat dissipation performance can be maximized by quickly dissipating the heat generated during high-speed operation of the semiconductor chips to the outside.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 인쇄회로기판 120 : 방열 유닛
120a : 방열 유닛의 상면 120b : 방열 유닛의 하면
122 : 절연 부재 124 : 격벽
125 : 공기 유로 126 : 전도성 포스트
140 : 기판 몸체 140a : 기판 몸체의 상면
140b : 기판 몸체의 하면 142 : 본드핑거
144 : 볼 랜드 160 : 방열 시트
G : 개구100: printed circuit board 120: heat dissipating unit
120a: Upper surface 120b of the heat-dissipating unit:
122: Insulation member 124:
125: air flow pathway 126: conductive post
140: substrate body 140a: upper surface of the substrate body
140b: lower surface of the substrate body 142: bond finger
144: ball land 160: heat radiating sheet
G: opening

Claims (10)

마주보는 양측 장변을 관통하는 중공을 갖는 중공형 플레이트 형상을 갖는 절연 부재와, 상기 절연 부재의 내부에 각각 부착되어, 내부로 공기가 유입되는 공기 유로를 갖도록 구획화하는 격벽과, 상기 절연 부재의 내부 중앙을 수직으로 각각 관통하여 복수의 본드 핑거와 전기적으로 각각 연결된 전도성 포스트를 갖는 방열 유닛; 및
상기 방열 유닛을 지지하며, 상기 방열 유닛과 맞닿는 상면에 형성된 상기 복수의 본드핑거와, 상기 상면에 반대되는 하면에 형성된 복수의 볼 랜드를 갖는 기판 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판.
An insulating member having a hollow plate shape having a hollow passing through both long sides facing each other; a partition wall attached to the interior of the insulating member to partition the air passage into which air flows into the partition member; A heat dissipating unit having a plurality of conductive fingers each having a conductive post vertically penetrating the center thereof and electrically connected to the plurality of bond fingers; And
And a substrate body having a plurality of bond fingers formed on an upper surface thereof for supporting the heat dissipation unit and contacting the heat dissipation unit and a plurality of ball lands formed on a lower surface opposite to the upper surface, Printed circuit board with excellent heat dissipation unit.
제1항에 있어서,
상기 절연 부재는
페라이트 잉크, 폴리이미드 수지 및 에폭시 수지 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판.
The method according to claim 1,
The insulating member
Ferrite ink, polyimide resin, and epoxy resin. The heat-dissipating unit-mounted printed circuit board is excellent in heat radiation efficiency.
제1항에 있어서,
상기 격벽은
5 ~ 30㎛의 폭 및 100 ~ 500㎛의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판.
The method according to claim 1,
The partition wall
A width of 5 to 30 占 퐉 and a height of 100 to 500 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 격벽은
상기 절연 부재의 내부에 양단이 각각 배치되어, 상기 절연 부재와 접착제에 의해 접합된 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판.
The method according to claim 1,
The partition wall
Wherein the heat dissipation unit is mounted on the heat dissipation unit, and both ends of the heat dissipation unit are disposed inside the insulation member, the heat dissipation unit being bonded to the insulation member by an adhesive.
제1항에 있어서,
상기 격벽은
수직적으로 배열되는 벽면이 지그재그 형태로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판.
The method according to claim 1,
The partition wall
Wherein the vertically arranged wall surface is protruded in a zigzag pattern.
제1항에 있어서,
상기 전도성 포스트는
상기 복수의 본드 핑거와 일대일 대응되도록 각각 배치되며, 상기 절연 부재를 관통하여 상기 복수의 본드 핑거에 핀 타입으로 고정되는 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판.
The method according to claim 1,
The conductive posts
Wherein the plurality of bond fingers are respectively disposed in a one-to-one correspondence with the plurality of bond fingers, and are fixed to the plurality of bond fingers through the insulating member in a pin-type manner.
제1항에 있어서,
상기 전도성 포스트는
상기 격벽 및 절연 부재를 각각 관통하여 상기 복수의 본드 핑거에 핀 타입으로 고정되는 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판.
The method according to claim 1,
The conductive posts
Wherein the plurality of bond fingers are fixed to the plurality of bond fingers in a pin-like manner through the barrier ribs and the insulating member, respectively.
제1항에 있어서,
상기 방열 유닛은
상기 절연 부재 상에 부착되며, 상기 전도성 포스트를 노출시키기 위한 복수의 개구를 구비하는 방열 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 인쇄회로기판.
The method according to claim 1,
The heat-
Further comprising: a heat radiation sheet attached to the insulating member, the heat radiation sheet having a plurality of openings for exposing the conductive posts.
마주보는 양측 장변을 관통하는 중공을 갖는 중공형 플레이트 형상을 갖는 절연 부재와, 상기 절연 부재의 내부에 각각 부착되어, 내부로 공기가 유입되는 공기 유로를 갖도록 구획화하는 격벽과, 상기 절연 부재의 내부 중앙을 수직으로 각각 관통하여 복수의 본드 핑거와 전기적으로 각각 연결된 전도성 포스트를 갖는 방열 유닛;
상기 방열 유닛을 지지하며, 상기 방열 유닛과 맞닿는 상면에 형성된 상기 복수의 본드핑거와, 상기 상면에 반대되는 하면에 형성된 복수의 볼 랜드를 갖는 기판 몸체;
상기 방열 유닛 상에 수직적으로 스택되며, 각각의 관통 전극을 매개로 전기적으로 연결된 복수의 반도체 칩;
상기 스택된 반도체 칩을 포함하는 절연 부재의 상면을 밀봉하는 봉지 부재; 및
상기 기판 몸체 하면의 볼 랜드에 부착된 외부접속단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 적층 패키지.
An insulating member having a hollow plate shape having a hollow passing through both long sides facing each other; a partition wall attached to the interior of the insulating member to partition the air passage into which air flows into the partition member; A heat dissipating unit having a plurality of conductive fingers each having a conductive post vertically penetrating the center thereof and electrically connected to the plurality of bond fingers;
A substrate body supporting the heat dissipation unit and having a plurality of bond fingers formed on an upper surface contacting the heat dissipation unit and a plurality of ball lands formed on a lower surface opposite to the upper surface;
A plurality of semiconductor chips vertically stacked on the heat dissipation unit and electrically connected through respective through electrodes;
A sealing member sealing the upper surface of the insulating member including the stacked semiconductor chip; And
And an external connection terminal attached to the bottom surface of the bottom surface of the substrate body.
제9항에 있어서,
상기 기판 몸체 및 반도체 칩은
상기 복수의 본드 핑거와 전기적으로 연결되는 방열 유닛의 전도성 포스트와, 상기 반도체 칩의 관통 전극 사이에 각각 개재되는 복수의 범프를 매개로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 열 방출 효율이 우수한 방열 유닛 탑재형 적층 패키지.10. The method of claim 9,
The substrate body and the semiconductor chip
Wherein the conductive posts of the heat dissipation units electrically connected to the plurality of bond fingers are electrically connected to each other through a plurality of bumps interposed between the conductive pads of the semiconductor chip. Laminated package.
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