KR101673585B1 - Package on Package and The fabricating method of the same - Google Patents
Package on Package and The fabricating method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101673585B1 KR101673585B1 KR1020090030718A KR20090030718A KR101673585B1 KR 101673585 B1 KR101673585 B1 KR 101673585B1 KR 1020090030718 A KR1020090030718 A KR 1020090030718A KR 20090030718 A KR20090030718 A KR 20090030718A KR 101673585 B1 KR101673585 B1 KR 101673585B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- package
- die
- core layer
- molding material
- substrate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
- H01L25/105—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
- H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
- H01L2225/1017—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement the lowermost container comprising a device support
- H01L2225/1023—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement the lowermost container comprising a device support the support being an insulating substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
- H01L2924/3511—Warping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 반도체 패키지에서 하부 패키지(Bottom package)와 이를 이용한 패키지 온 패키지(Package on package)의 제조에 관한 것으로, 다중 적층형 패키지구조의 하부패키지(bottom package)에 있어서, 기판상에 코어층이 형성되며, 상기 코어층의 일부 영역에는 적어도 2 이상의 다이(die)가 실장되는 내부실장영역을 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a bottom package in a semiconductor package and a package on package using the same. In a bottom package of a multi-layer package structure, a core layer is formed on a substrate And an internal mounting region in which at least two dies are mounted is provided in a part of the core layer.
본 발명에 따르면, 적층구조를 이루는 패키지 온 패키지의 제조에 있어서, 하부패키지에 2 이상의 다이가 실장될 수 있도록 내부실장영역을 구비한 구조를 제공하여, 최종 상부패키지와의 어셈블리시에 상 하부 패키지 간의 열팽창계수의 미스매칭으로 인한 심각한 휨 현상을 제거하여 높은 신뢰성을 확보함과 동시에, 생산 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in the production of a package-on-package constituting a laminated structure, it is possible to provide a structure having an internal mounting area so that two or more dies can be mounted on the lower package, It is possible to eliminate the serious warping phenomenon due to the mismatching of the thermal expansion coefficient between the electrodes, thereby securing high reliability and improving the production yield.
Top package, Bottom package, 내부실장영역 Top package, Bottom package, Internal mounting area
Description
본 발명은 반도체 용 기판 제조 및 조립기술에 있어서, 패키지와 패키지를 하나로 적층(stack)하는 방법 및 어느 하나의 패키지의 구조를 변경하여 2 이상의 다이가 실장될 수 있도록 내부실장영역을 구비한 구조를 제공하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing and assembling a substrate for a semiconductor, comprising: stacking a package and a package together; and arranging a structure having an internal mounting area so that two or more dies can be mounted by changing the structure of any one package And to a technique for providing the same.
반도체의 칩이 소형화 다기능화, 고성능화, 대용량화가 급속이 이루어짐에 따라 패키징(packaging) 기술은 최종적으로 디바이스의 전기적 성능, 신뢰성, 생산성 및 전자 시스템의 소형화를 결정짓는 핵심기술로서 그 중요성이 더해 가고 있다. 패키징 기술이란 웨이퍼 공정에서 만들어진 개개의 칩을 최종적으로 제품화하는 일련의 공정을 의미한다. 최근에는 단위 체적당 실장효율을 더욱 높이기 위해 BGA(ball grid array), 칩 크기와 거의 같은 크기의 CSP(chip size package), 칩 위에 또 다른 칩을 적층(stack) 시켜 쌓아 올리거나, 기능이 다른 여러 개의 반도체 칩을 하나의 패키지 안에 배열하는 다중 칩 모듈(mutli chip module, MCM) 등의 기술이 등장하고 있다.Semiconductor chips have become increasingly compact, multifunctional, high-performance, and large-capacity, and packaging technology has become increasingly important as a key technology that ultimately determines the device's electrical performance, reliability, productivity, and miniaturization of electronic systems . Packaging technology refers to a series of processes that ultimately commercialize individual chips made in a wafer process. In recent years, a ball grid array (BGA), a chip size package (CSP) having almost the same size as a chip size, a stack of another chip on a chip, Technologies such as a multi-chip module (MCM) in which a plurality of semiconductor chips are arranged in one package are emerging.
최근에는 패키지 위에 패키지를 적층하는 Package on Package(POP) 기술에 대한 관심이 증폭되고 있다. Recently, interest in package on package (POP) technology for stacking packages on packages has been increasing.
도 1a는 참조하여 종래의 Package on Package(POP) 기술을 설명하기로 한다.1A, a conventional Package on Package (POP) technology will be described.
도 1a는 미국 등록특허 제 7,173,325호에 게재된 "Expansion constrained die stack" 발명에 관한 것이다.1A relates to an " expansion constrained die stack "invention disclosed in U.S. Patent No. 7,173,325.
도시된 것은 개개의 반도체 다이(12)가 형성된 기판(16)으로 하나의 패키지(10a, 10b, 10c, 10d)를 구성하며, 각각의 패키지는 상호 접속 컴포넌트(24)로 연결되는 구조를 취하고 있다. 상기 기판(16)의 상부에 형성되는 반도체 다이(12)는 재배분층(20)과 상호 접속컴포넌트(22)로 형성되는 전기접속층에 의해 기판에 어태치 된다. 이러한 다이스택(die stack) 구조는 상술한 것처럼 다수의 패키지를 적층 시켜, 집적도와 실장효율을 높이기 위한 방안 중에 하나라고 할 수 있다.Shown is a structure in which one
도 1b는 종래의 패키지 온 패키지의 경우의 문제점을 설명하기 위한 간략한 개념도로, 상부 패키지와 하부패키지가 결합하는 일반적인 경우를 상정하여 설명하기로 한다. 도시된 것처럼 종래의 패키지 온 패키지의 경우, 각각의 상부 및 하부의 패키지가 접합을 이루게 되는 경우, 각 패키지 간 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)의 미스매칭(mismatch)로 인해 심한 휨(warpage)이 발생하게 된다. 즉 (a)에 도시된 개념도처럼, 반도체(12)가 상호 접속컴포넌트(22)를 통해서 기판에 접속된 단위 패키지를 고려할 때, 냉각(cooling) 공정에서 아래로 휘어진 기판이 다시 위로 솟아오르는 변형(warpage)을 갖게 되며, 이 경우 상호 접속컴포넌트(22)에서 특히 반도체다이의 에지(edge) 부분은 심각한 접속에서의 스트레 스를 받게 되며, 이로 인해 접합불량 등으로 인한 신뢰성이 떨어지게 된다. 또한, (b)에 도시된 경우 가열(heating)을 수행하는 경우에도 이러한 휨 현상을 여전하게 되며, 역시 신뢰성에 악영향을 끼치게 된다. 이러한 휨(warpage) 현상은 어셈블리 공정에서 생산수율의 감소(yield loss)를 초래하게 되며, 상술한 것처럼 제품의 신뢰성에 나쁜 영향을 미치게 된다. 또한, 이러한 종래의 패키지 온 패키지의 단순 적층 구조에서는 다이를 적층 하는데 매우 단순한 구조 외에선 신뢰성을 강화하고 휨 현상을 방지할 수 있는 적층 구조를 채택하는데 매우 제약이 많은 문제가 있었다.FIG. 1B is a simplified conceptual diagram for explaining a problem in the case of a conventional package-on-package, in which a general case in which an upper package and a lower package are combined will be described. In the case of the conventional package-on-package as shown, when the upper and lower packages are joined, warpage due to mismatch of the coefficient of thermal expansion (CTE) ). That is, when the
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 적층구조를 이루는 패키지 온 패키지의 제조에 있어서, 하부패키지에 2 이상의 다이가 실장될 수 있도록 내부실장영역을 구비한 구조를 제공하여, 최종 상부패키지와의 어셈블리시에 상 하부 패키지 간의 열팽창계수의 미스매칭으로 인한 심각한 휨 현상을 제거하여 높은 신뢰성을 확보함과 동시에, 생산 수율을 향상시킬 수 있는 하부패키지와 이를 이용한 패키지 온 패키지를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a package-on-package structure having a laminated structure and a structure having an internal packaging area so that two or more dies can be mounted on the package. The present invention relates to a lower package that can improve a production yield by eliminating a severe bending phenomenon due to a mismatch in thermal expansion coefficient between upper and lower packages during assembly with a final upper package, Package.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구성은 다중 적층형 패키지구조의 하부패키지(bottom package)에 있어서, 기판상에 코어층이 형성되며, 상기 코어층의 일부 영역에는 적어도 2 이상의 다이(die)가 실장되는 내부실장영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 하부패키지를 제공할 수 있도록 한다. 이를 통해 다이의 적층효율을 높이며, 휨 현상을 방지할 수 있는 신뢰성 있는 패키지의 적층 구조를 실현 할 수 있도록 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a bottom package of a multi-layer package structure, wherein a core layer is formed on a substrate, and at least two or more dies are formed in a part of the core layer And an internal packaging area to be mounted on the lower package. This makes it possible to realize a stacked structure of a reliable package which can enhance the stacking efficiency of the die and prevent the warping phenomenon.
또한, 본 발명은 상술한 코어층의 일부 영역에 형성되는 상기 내부실장영역은 상기 코어층의 깊이방향으로 오목한 구조로 형성될 수 있으며, 적어도 1 이상 형성되는 것이 바람직하다.Also, in the present invention, the internal mounting region formed in a part of the core layer may be formed in a concave structure in the depth direction of the core layer, and at least one is preferably formed.
바람직한 일례로는 상기 내부실장영역에 실장되는 다이는, 상기 기판에 어태치(attach)되는 플립칩 다이(flip chip die)과, 상기 플립칩의 상부에 몰딩재로 이 격되어 어태치되는 와이어본딩다이(wire bonding die)가 적층될 수 있다.In a preferred embodiment, the die mounted on the internal mounting region includes a flip chip die attached to the substrate, a wire bonding portion attached to the upper portion of the flip chip by a molding material, A wire bonding die may be laminated.
상술한 상기 내부실장영역에 실장되는 최외각의 다이는 상기 코어층의 최상면(top side) 이하의 높이로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 코어층은 적어도 1 이상의 솔더페이스트로 충진된 홀부를 구비하여 나중에 접합되는 상부 패키지와의 접합의 신뢰성을 제고할 수 있도록 한다.It is preferable that the outermost die mounted in the internal mounting area is formed at a height equal to or less than a top side of the core layer and the core layer has a hole portion filled with at least one solder paste, So that the reliability of bonding with the upper package to be bonded can be improved.
또한, 본 발명에 따른 하부 패키지는 플립칩 다이(flip chip die)과, 상기 플립칩의 상부에 몰딩재로 이격되어 어태치되는 와이어본딩다이(wire bonding die)의 구조에서, 상술한 와이어본딩 다이는 코어 층 상면에 형성된 회로와 연결되는 와이어본딩이 수행되며, 나아가 상기 와이어를 보호하기 위한 몰딩재를 형성함으로써, 완성될 수 있다.In addition, the lower package according to the present invention includes a flip chip die, and a wire bonding die mounted on the flip chip by a molding material, Can be completed by performing wire bonding in connection with a circuit formed on the upper surface of the core layer and further forming a molding material for protecting the wire.
아울러 상기 하부패키지의 기판의 하부 면에는 적어도 1 이상의 솔더마스크와 이웃하는 각 솔더마스크 사이에 형성되는 솔더볼이 형성된다.In addition, a solder ball formed between at least one solder mask and each neighboring solder mask is formed on a lower surface of the substrate of the lower package.
특히 본 발명은, 상부패키지(Top Package)와 하부패키지(bottom package)가 접합되는 패키지 온 패키지(package on package)에 있어서, 상술한 구조에 따른 내부 실장영역을 구비한 하부패키지의 코어층에 형성된 홀부와 어셈블리가 완료된 상기 상부패키지의 하면에 형성된 솔더볼이 접합시켜 패키지 온 패키지를 형성할 수 있다.Particularly, the present invention relates to a package on package in which a top package and a bottom package are joined to each other. The package on package is formed on a core layer of a lower package having an internal packaging area according to the above- And the solder balls formed on the lower surface of the upper package in which the assembly is completed are joined to form a package-on package.
상술한 구조의 하부패키지는 아래의 제조공정에 따라 제조될 수 있다.The lower package of the above-described structure can be manufactured according to the following manufacturing process.
즉, 기판상에 코어층의 깊이 방향으로 형성되는 내부실장영역을 형성하고, 상기 내부실장영역에 2 이상의 다이를 실장하는 것을 포함하는 제조방법은 본 발명 의 실시예에 포함되는 것이라 할 수 있다. 특히 구체적으로는 상기 내부 실장영역에 실장되는 다이는, 상기 기판과 접촉되는 플립칩 다이와 상기 플립칩 다이의 상부에 몰딩재로 이격되어 실장되는 와이어본딩다이가 실장될 수 있다.That is, a manufacturing method including forming an internal mounting region formed on the substrate in the depth direction of the core layer and mounting two or more dies in the internal mounting region may be said to be included in the embodiment of the present invention. Particularly, the die mounted on the internal mounting region may be mounted with a flip-chip die in contact with the substrate and a wire bonding die mounted on the flip chip die so as to be spaced apart from the molding material.
보다 세분화된 연속공정은 상기 내부실장영역을 형성하는 것은, 기판상에 플립칩을 어태치하는 1 단계와 상기 플립칩의 형성공간에 대응되는 이격 공간을 구비한 코어층을 라미네이션 하는 2단계를 포함하여 이루어질 수 있다.In the finer continuous process, forming the internal mounting area includes two steps of lamination of a core layer having a step of attaching a flip chip onto a substrate and a spacing space corresponding to a forming space of the flip chip .
이 경우 상기 2단계는, 상기 코어층을 라미네이션 하고 적어도 1 이상의 홀부를 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 2단계 이후에는 솔더페이스트를 홀부에 충진하는 3단계와 상기 코어층의 상면에 본드핑거 및 회로를 형성하는 4단계, 상기 플립칩다이 위에 에폭시를 도포하고, 에폭시 상면에 와이어본딩다이를 어태치하는 5단계를 포함하여 본 발명에 따른 하부패키지를 제조할 수 있다.In this case, the second step may include a step of laminating the core layer and forming at least one or more hole parts. In the
상기 5단계 이후에는 상기 와이어 본딩다이와 회로를 와이어 본딩하고, 상기 와이어를 보호하는 몰딩재를 도포하는 단계가 더 부가될 수 있음은 물론이다.After
상술한 제조방법으로 제조된 하부패키지와, 기판에 반도체 칩이 실장되고 와이어 본딩 및 에폭시 몰딩으로 어셈블리가 완료된 상부패키지를 리플로우 공정을 통해 접합하여 패키지 온 패키지의 제조할 수 있으며, 이 경우 상기 리플로우 공정은 상기 상부패키지의 기판 하부에 형성되는 솔더볼과 상기 하부패키지의 코어층에 형성되는 솔더 페이스트 상부 면이 접합 되게 된다.A package-on-package can be manufactured by bonding a lower package manufactured by the above-described manufacturing method, an upper package on which a semiconductor chip is mounted on a substrate and a wire bonding and an epoxy molding are assembled through a reflow process. In this case, In the low process, the solder balls formed on the lower part of the substrate of the upper package and the upper surface of the solder paste formed on the core layer of the lower package are joined.
본 발명에 따르면, 적층구조를 이루는 패키지 온 패키지의 제조에 있어서, 하부패키지에 2 이상의 다이가 실장될 수 있도록 내부실장영역을 구비한 구조를 제공하여, 최종 상부패키지와의 어셈블리시에 상 하부 패키지 간의 열팽창계수의 미스매칭으로 인한 심각한 휨 현상을 제거하여 높은 신뢰성을 확보함과 동시에, 생산 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in the production of a package-on-package constituting a laminated structure, it is possible to provide a structure having an internal mounting area so that two or more dies can be mounted on the lower package, It is possible to eliminate the serious warping phenomenon due to the mismatching of the thermal expansion coefficient between the electrodes, thereby securing high reliability and improving the production yield.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용, 제조방법을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서 설명하는 기판은 전자 부품 간 전기적 신호를 전달하기 위한 기판을 모두 포함하는 개념이다. (예를 들면, 본 발명에 따른 기판은 리지드(ligid)기판, 플렉스(flex) 기판, LCTT 기판, 단면/다면/다층 기판, 반도체 실장용 기판(BGA, FBGA, TBGA) 등을 포함한다. 이하에서는 플립칩 접속용 반도체 패키지 기판을 일례로 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration, operation, and manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals denote the same elements regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. In addition, the substrate described below is a concept including all the substrates for transferring electrical signals between electronic components. (For example, the substrate according to the present invention includes a rigid substrate, a flex substrate, an LCTT substrate, a cross-section / multi-layer / multilayer substrate, a substrate for mounting a semiconductor (BGA, FBGA, TBGA) A semiconductor package substrate for flip chip bonding will be described as an example.
도 2는 본 발명에 따른 하부(Bottom) 패키지(100)와 상부(Top) 패키지(200)를 접합한 패키지 온 패키지(Package on Package) 구조를 나타낸 것이다. 본 발명은 하부패키지에 코어층의 구조를 변경하여 다이가 실장될 내부실장영역을 구비하고, 여기에 2 이상의 다이를 실장할 수 있도록 하여 보다 신뢰성이 구비되며, 휨 현상이 배제되는 안정적인 패키지를 제공하는 것을 그 요지로 한다. 특히, 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 상기 내부실장영역은 상기 코어층의 깊이방향으로 오목한 구조로, 적어도 1 이상 형성됨이 더욱 바람직하다.2 shows a package on package structure in which a
본 발명에 따른 하부 패키지는 기판(110) 상에 코어층(120)이 생성되며, 상기 코어층의 일부 영역에는 적어도 1 이상의 다이가 실장될 내부실장영역(130)이 구비되는 것을 특징으로 한다. 바람직한 일 실시예로서는 상기 내부 실장영역에는 플립칩다이(140)가 상기 기판과 접합하여 어태치(attatch)되어 있으며, 상기 플립칩 다이(140) 상면에는 몰딩재(150)(예를 들면, 에폭시)가 되며, 상기 몰딩재(150)의 상면에 와이어 본딩 다이(160)가 실장 된다. 어느 경우이던 본 발명에서는 상기 내부실장영역에 실장되는 가장 바깥쪽(최외각)의 다이는 상기 코어층의 최상면(top side)의 높이 이하로 형성됨이 바람직하다.The lower package according to the present invention is characterized in that a
상기 와이어 본딩 다이(160)는 상기 코어 층의 상부 면에 형성된 회로부분과 와이어(161)로 본딩되며, 상기 와이어를 보호하기 위한 몰딩재(161)가 도포됨이 바람직하다.The
또한, 상기 코어층의 내부에는 상술한 플립칩 다이(140)와 와이어 본딩다이(160)가 실장될 내부실장영역(130)이 형성되는 외에, 적어도 1 이상의 홀부(H)가 형성될 수 있으며, 이 홀부(H)의 내부는 솔더페이스트(121)가 충진된다. 상기 솔더 페이스트(121)의 상부면은 후술한 상부 패키지(200)의 솔더볼(250)과 접촉하여 상부와 하부 패키지를 접합할 수 있게 한다. 또한, 본 발명에 따른 하부패키지(100)의 기판 하면에는 솔더 마스크(170), 하부 솔더볼(180)을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, at least one or more hole portions H may be formed in the core layer in addition to the
상부 패키지(200)는 상술한 본 발명에 따른 내부실장영역이 구비된 하부패키지와 접합 될 수 있도록 완성된 형태의 어셈블리로 구비되며, 구체적으로는 기 판(210)에 형성되는 탑 플립칩 다이(220), 탑 와이어 본딩다이(230), 와이어(231), 그리고 에폭시 몰딩(240) 등으로 완성된 하나의 패키지를 이루고 있으며, 상기 기판의 솔더볼(250)부분은 상술한 바와 같이 하부 패키지의 솔더페이스트의 상부면과 접촉하여 결합할 수 있게 된다. 즉 먼저 상부 패키지를 제조 후, 상술한 하부패키지를 형성하여 상부패키지의 솔더볼(250)과, 하부패키지의 솔더 페이스트(121)를 리플로우(reflow) 공정을 통해 하나의 패키지로 형성하게 된다.The
도 3, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 하부패키지의 제조와 상부패키지의 접합을 통한 패키지 온 패키지의 제조공정을 나타낸 공정도 및 개념도를 도시한 것이다.FIGS. 3, 4A and 4B are a process diagram and a conceptual view illustrating a process of manufacturing a package-on-package through the manufacture of a lower package and the bonding of an upper package according to the present invention.
본 발명에 따른 하부패키지의 제조공정은 우선, 기판(110) 상에 플립칩 다이(140)을 어태치하는 공정이 수행된다(S 1). 상기 기판은 코어리스 기판(coreless substrate)를 사용하는 것이 바람직하다.In the manufacturing process of the lower package according to the present invention, first, a process of attaching the
이후에는 S 2 공정으로 코어층에 내부 실장영역을 형성하는 공정이 수행된다. 구체적으로는 상기 기판(110)상에 코어층을 라미네이션 시키고, 플립칩 다이(140)가 어태치된 공간에 대응되는 영역에 내부 실장영역을 형성하게 된다. 여기에 상기 코어층(120)은 드릴 홀 가공을 통해 홀부(H)가 형성됨이 바람직하다. 여기에서, 상술한 플립칩 다이 어태치 공정과 코어층의 형성공정은 그 순서를 변경하여도 무방하다. 즉 코어층을 형성하며 우선 내부실장영역을 형성한 후 플립칩 다이 어태치를 수행하여도 동일한 결과를 나타낼 수 있게 된다.Thereafter, a step of forming an internal mounting region in the core layer is performed in the
이후에는 S 3 공정으로 솔더페이스트(121)을 도포하여 홀부(H)를 충진시키 며, 이후 코어층의 상면에 본딩 핑거 및 회로를 형성하게 된다.Thereafter, the
그리고 S 4 공정으로 상술한 내부 실장영역의 플립칩 다이(140)의 상면에 에폭시몰딩재를 도포하고, 그 위에 와이어 본딩 다이(160)를 어태치하며, 와이어 본딩 후 와이어를 보호하기 위해 에폭시 몰딩(161)을 재차 수행하여 하부 패키지를 완성한다.Then, an epoxy molding material is applied to the upper surface of the flip chip die 140 in the internal mounting area described above by the S 4 process, a wire bonding die 160 is attached on the epoxy molding material, and an epoxy molding (161) to complete the lower package.
이후 S 5 단계에서는 이미 어셈블리가 완료된 상부 패키지(200)를 준비하여 상기 상부패키지와 상술한 공정에서 완성된 하부패키지(100)를 리플로우 공정을 통해 접합하여 패키지 온 패키지가 완성되게 된다.Thereafter, in
이상과 같은 제조공정에 따른 본 발명의 패키지 온 패키지(POP)구조는 하부 패키지의 제작에 있어서, 코어 층을 위쪽으로 배치시키며, 코어층 상에 2개의 다이(Die)를 한꺼번에 실장할 수 있게 하며, 더불어 코어 위치 변경에 상부 패키지와의 어셈블리 효율을 증가시킬 수 있으며, 기판의 휨(warpage) 현상을 현저하게 감소시킬 수 있게 하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 구현되게 된다.The POP structure of the present invention according to the manufacturing process as described above allows the core layer to be disposed above and to mount two dies on the core layer at the same time, In addition, it is possible to increase the assembly efficiency with the upper package in changing the core position, and to significantly reduce the warpage phenomenon of the substrate, thereby improving the reliability.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 적층형 패키지의 구조와 문제점을 설명하기 위한 구성도 및 개념도이다.1A and 1B are a structural view and a conceptual view for explaining the structure and the problem of the stacked package according to the related art.
도 2는 본 발명에 따른 패키지 온 패키지의 구성을 도시한 요부 단면도이다.Fig. 2 is a cross-sectional view showing the main part showing a configuration of a package-on-package according to the present invention.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 하부패키지의 제조와, 상부패키지와의 접합을 통해 패키지 온 패키지를 형성하는 공정순서를 도시한 순서도 및 공정도이다.FIGS. 3 and 4 are flowcharts and process diagrams illustrating the steps of fabricating a lower package according to the present invention and forming a package-on-package through bonding the upper package.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090030718A KR101673585B1 (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Package on Package and The fabricating method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090030718A KR101673585B1 (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Package on Package and The fabricating method of the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100112283A KR20100112283A (en) | 2010-10-19 |
KR101673585B1 true KR101673585B1 (en) | 2016-11-16 |
Family
ID=43132235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090030718A KR101673585B1 (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Package on Package and The fabricating method of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101673585B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220165531A (en) | 2021-06-08 | 2022-12-15 | (주)에이지피 | Image signal processing package with piled structure and manufacturing method for the package |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103426871B (en) * | 2013-07-25 | 2017-05-31 | 上海航天测控通信研究所 | A kind of high density mixing laminated packaging structure and preparation method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100674411B1 (en) | 2005-09-29 | 2007-01-29 | 삼성전기주식회사 | Semiconductor package using core ball and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7394148B2 (en) * | 2005-06-20 | 2008-07-01 | Stats Chippac Ltd. | Module having stacked chip scale semiconductor packages |
KR20080020069A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-05 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor package and method for fabricating the same |
KR20080027586A (en) * | 2006-09-25 | 2008-03-28 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor die module and package and fabricating method of semicondctor package |
-
2009
- 2009-04-09 KR KR1020090030718A patent/KR101673585B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100674411B1 (en) | 2005-09-29 | 2007-01-29 | 삼성전기주식회사 | Semiconductor package using core ball and manufacturing method thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220165531A (en) | 2021-06-08 | 2022-12-15 | (주)에이지피 | Image signal processing package with piled structure and manufacturing method for the package |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100112283A (en) | 2010-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5042591B2 (en) | Semiconductor package and stacked semiconductor package | |
KR101690549B1 (en) | System and method for stacked die embedded chip build-up | |
US8786102B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
US7521285B2 (en) | Method for fabricating chip-stacked semiconductor package | |
US6960826B2 (en) | Multi-chip package and manufacturing method thereof | |
US6469376B2 (en) | Die support structure | |
US7655503B2 (en) | Method for fabricating semiconductor package with stacked chips | |
US7550835B2 (en) | Chip stack package utilizing a dummy pattern die between stacked chips for reducing package size | |
US20070152350A1 (en) | Wiring substrate having variously sized ball pads, semiconductor package having the wiring substrate, and stack package using the semiconductor package | |
US20100327465A1 (en) | Package process and package structure | |
US20120205800A1 (en) | Packaging structure | |
KR20100050750A (en) | Wafer level chip on chip package, package on package improving solder joint reliability but reducing mounting height and manufacturing method thereof | |
US20180114734A1 (en) | Chip package structure and manufacturing method thereof | |
KR101299852B1 (en) | Multipackage module having stacked packages with asymmetrically arranged die and molding | |
KR100521279B1 (en) | Stack Chip Package | |
US10032652B2 (en) | Semiconductor package having improved package-on-package interconnection | |
KR20150060758A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing same | |
KR100594716B1 (en) | Cap wafer comprising cavity, semiconductor chip comprising the cap wafer, and method thereof | |
KR101673585B1 (en) | Package on Package and The fabricating method of the same | |
JPH11260960A (en) | Semiconductor package and manufacture thereof | |
US6798055B2 (en) | Die support structure | |
KR101494411B1 (en) | Semiconductor package, and method of manufacturing the same | |
US8164200B2 (en) | Stack semiconductor package and method for manufacturing the same | |
JP2008277457A (en) | Multilayer semiconductor device and package | |
US7417308B2 (en) | Stack type package module and method for manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |