KR101677322B1 - 반도체 패키지 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

반도체 패키지 및 이의 제조 방법이 개시된다. 상기 반도체 패키지는 신호 라인들이 형성된 플렉서블 기판 상에 골드 범프들 또는 솔더 범프들을 통해 상기 신호 라인들과 연결되도록 본딩된 반도체 소자와, 상기 반도체 소자 및 상기 반도체 소자와 인접하는 상기 플렉서블 기판의 상부면 일부 상에 형성된 방열층을 포함한다. 상기 방열층은 방열 도료의 도포 및 경화를 통해 형성되며, 상기 방열 도료는 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지, 변성 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제 및 방열 충전제를 포함한다.

Description

반도체 패키지 및 이를 제조하는 방법{Semiconductor package and method of manufacturing the same}
본 발명의 실시예들은 반도체 패키지 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, COF(Chip On Film) 테이프, TCP(Tape Carrier Package) 테이프 등과 같은 플렉서블 기판 상에 탑재되는 반도체 패키지 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 장치는 액정표시패널과 상기 액정표시패널의 후면에 배치된 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 상기 액정표시패널의 구동을 위하여 드라이버(Driver) IC 등과 같은 반도체 소자들이 사용될 수 있으며, 상기 반도체 소자들은 COF, TCP, COG(Chip On Glass) 등과 같은 패키징 기술을 이용하여 상기 액정표시패널과 접속될 수 있다.
특히, 씨오에프형(이하 ‘COF형’이라 한다) 반도체 패키지의 경우 고해상도를 갖는 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 반도체 소자의 구동 부하가 상승될 수 있으며 이에 의해 상기 반도체 소자의 발열 문제가 심각하게 대두되고 있다.
상기와 같은 반도체 소자의 발열 문제를 해결하기 위하여 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0110206호에는 플렉서블 기판과, 상기 플렉서블 기판의 상부면에 장착된 반도체 소자 및 상기 플렉서블 기판의 하부면에 접착 부재를 이용하여 장착된 방열 부재를 포함하는 COF형 반도체 패키지가 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같이 플렉서블 기판의 하부면에 방열 부재를 장착하는 경우, 상기 플렉서블 기판의 열전도율이 상대적으로 낮기 때문에 방열 효율이 충분하지 않을 수 있다. 또한, 상기 방열 부재가 알루미늄 등의 금속으로 이루어진 플레이트 형태를 가지므로 상기 COF형 반도체 패키지의 유연성을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있으며, 아울러 상기 방열 부재가 상기 플렉서블 기판으로부터 분리되는 문제점이 발생될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 반도체 소자의 방열 효율을 충분히 향상시킬 수 있는 반도체 패키지와 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 패키지는, 신호 라인들이 형성된 플렉서블 기판과, 골드 범프들 또는 솔더 범프들을 통해 상기 신호 라인들과 연결되도록 상기 플렉서블 기판 상에 본딩된 반도체 소자와, 상기 플렉서블 기판 및 상기 반도체 소자 상에 형성된 방열층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 방열층은, 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지, 변성 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제 및 방열 충전제를 포함하는 방열 도료를 도포하고 이어서 상기 도포된 방열 도료를 경화시킴으로써 획득될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방열 도료는, 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지 1 내지 5 중량%, 변성 에폭시 수지 1 내지 5 중량%, 경화제 1 내지 10 중량%, 경화 촉진제 1 내지 5 중량% 및 나머지 방열 충전제를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 변성 에폭시 수지는, CTBN 변성 에폭시 수지, ATBN 변성 에폭시 수지, NBR 변성 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지 또는 실리콘 변성 에폭시 수지일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 경화제로는 노볼락 타입 페놀 수지가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 경화 촉진제로는 이미다졸계 경화 촉진제 또는 아민계 경화 촉진제가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방열 충전제는 약 0.01 내지 50 ㎛ 정도의 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방열층은, 상기 반도체 소자의 측면들과 상기 플렉서블 기판 상에 형성된 제1 방열층과, 상기 반도체 소자의 상부면 상에 형성된 제2 방열층을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 반도체 패키지는 상기 반도체 소자와 상기 플렉서블 기판 사이의 공간을 채우는 언더필층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방열층과 상기 언더필층은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 패키지의 제조 방법은, 신호 라인들이 형성된 플렉서블 기판 상에 골드 범프들 또는 솔더 범프들을 통해 상기 신호 라인들과 연결되도록 반도체 소자를 본딩하는 단계와, 상기 반도체 소자 및 상기 반도체 소자와 인접하는 상기 플렉서블 기판의 상부면 일부 상에 방열 도료를 도포하여 방열층을 형성하는 단계와, 상기 방열층을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 방열 도료는, 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지, 변성 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제 및 방열 충전제를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방열층을 형성하는 단계는, 상기 반도체 소자의 측면들과 상기 플렉서블 기판 상에 상기 방열 도료를 도포하는 단계와, 상기 반도체 소자의 상부면 상에 상기 방열 도료를 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방열층을 형성하는 단계는, 상기 반도체 소자 및 상기 플렉서블 기판을 부분적으로 노출시키는 개구가 형성된 마스크를 상기 플렉서블 기판 상에 위치시키는 단계와, 상기 방열 도료를 스퀴지 방식으로 상기 개구에 충진하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자와 상기 플렉서블 기판 사이의 공간을 채우는 언더필층을 형성하는 단계와, 상기 언더필층을 경화시키는 단계가 더 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 언더필층은 언더필 수지를 상기 반도체 소자와 상기 플렉서블 기판 사이에 주입함으로써 획득될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 반도체 소자가 본딩될 영역 상에 상기 방열 도료를 도포하여 언더필층을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있으며, 상기 반도체 소자는 상기 골드 범프들 또는 솔더 범프들이 상기 언더필층을 통해 상기 신호 라인들과 연결되도록 본딩될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방열 도료는, 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지 1 내지 5 중량%, 변성 에폭시 수지 1 내지 5 중량%, 경화제 1 내지 10 중량%, 경화 촉진제 1 내지 5 중량% 및 나머지 방열 충전제를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 변성 에폭시 수지는, CTBN 변성 에폭시 수지, ATBN 변성 에폭시 수지, NBR 변성 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지 또는 실리콘 변성 에폭시 수지일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 경화제로는 노볼락 타입 페놀 수지가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 경화 촉진제로는 이미다졸계 경화 촉진제 또는 아민계 경화 촉진제가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방열 충전제는 약 0.01 내지 50 ㎛ 정도의 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 플렉서블 기판과 반도체 소자 상에는 상기 반도체 소자로부터 발생된 열을 방출하기 위한 방열층이 형성될 수 있다. 상기 방열층은 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지 및 변성 에폭시 수지에 의해 유연성과 접착성이 개선될 수 있으며, 방열 충전제에 의해 상대적으로 높은 열전도도를 가질 수 있다.
따라서, 종래 기술에 비하여 상기 방열층에 의해 상기 반도체 소자로부터의 방열 효율이 크게 향상될 수 있다. 또한 상기 방열층이 개선된 유연성과 접착성을 가지므로 상기 플렉서블 기판 및 상기 반도체 소자로부터 상기 방열층의 분리가 충분히 방지될 수 있으며, 아울러 상기 플렉서블 기판의 유연성을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
추가적으로, 상기 플렉서블 기판과 상기 반도체 소자 사이에 개선된 열전도도를 갖는 언더필층을 형성함으로써 상기 반도체 소자로부터의 방열 효율이 더욱 향상될 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 5 및 도 6은 도 1 내지 도 4에 의해 제조된 반도체 패키지를 설명하기 위한 사진들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전송하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이며, 도 5 및 도 6은 도 1 내지 도 4에 의해 제조된 반도체 패키지를 설명하기 위한 사진들이다.
도 1을 참조하면, 유연성을 갖는 플렉서블 기판(110) 상에 반도체 소자(120)가 탑재될 수 있다. 예를 들면, COF형 반도체 패키지를 제조하기 위하여 COF 테이프가 상기 플렉서블 기판(110)으로서 사용될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 TCP 테이프, BGA(Ball Grid Array) 테이프, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 테이프 또는 FPC(Flexible Printed Circuit) 등이 상기 플렉서블 기판(110)으로서 사용될 수도 있다.
상기 플렉서블 기판(110) 상에는 도전성 패턴들과 같은 신호 라인들(112)이 형성될 수 있으며, 또한 상기 신호 라인들(112)을 보호하기 위한 절연층(114)이 형성될 수 있다. 상기 반도체 소자(120)는 골드 범프들 또는 솔더 범프들(122)을 통해 상기 신호 라인들(112)과 연결되도록 상기 플렉서블 기판(110) 상에 본딩될 수 있다. 예를 들면, 상기 신호 라인들(112)은 구리 등의 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 절연층(114)은 SR층(Surface Resist layer) 또는 솔더 레지스트층(Solder Resist layer)일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 반도체 소자(120)로부터 열을 방출하기 위한 방열층(130)이 상기 반도체 소자(120) 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 방열층(130)은 포팅(potting) 공정을 통해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 소자(120)의 측면들 및 상기 반도체 소자(120)의 측면들과 인접한 상기 플렉서블 기판(110)의 일부 상에 방열 도료를 도포하여 제1 방열층(132)을 형성하고, 이어서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 소자(120)의 상부면 상에 상기 방열 도료를 도포하여 제2 방열층(134)을 형성할 수 있다.
상기 방열층(130)을 형성하기 위한 포팅 유닛은 직교 좌표 로봇 형태의 구동부에 의해 수직 및 수평 방향으로 이동될 수 있다. 특히, 상기 제1 방열층(132)을 형성하기 위하여 상기 반도체 소자(120)의 측면들을 따라 수평 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 제2 방열층(134)을 형성하기 위하여 상기 반도체 소자(120)의 상부에서 수평 방향으로 이동될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 방열층(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 스크린 프린팅 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 플렉서블 기판(110) 상에 상기 반도체 소자(120) 및 상기 반도체 소자(120)와 인접한 상기 플렉서블 기판(110)의 일부를 노출시키는 개구가 형성된 마스크(140)를 위치시키고, 상기 방열 도료를 스퀴지(squeegee) 방식으로 상기 개구에 충진함으로써 상기 방열층(130)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 포팅 공정 및 스크린 프린팅 공정을 수행하는 동안 상기 방열 도료가 상기 플렉서블 기판(110)과 상기 반도체 소자(120) 사이의 공간으로 침투될 수 있다. 그러나, 상기 방열 도료가 상기 플렉서블 기판(110)과 상기 반도체 소자(120) 사이의 공간으로 충분히 침투되지 않는 경우 상기 플렉서블 기판(110)과 상기 반도체 소자(120) 사이에는 도시된 바와 같이 공기층이 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열 도료가 상기 플렉서블 기판(110)과 상기 반도체 소자(120) 사이의 공간으로 충분히 침투될 수 있도록 상기 방열 도료의 점도를 조절할 수 있다. 이 경우, 상기 플렉서블 기판(110)과 상기 반도체 소자(120) 사이에는 상기 방열 도료의 침투에 의해 언더필층이 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기와 같이 방열층(130)을 형성한 후 상기 방열층(130)을 경화 챔버 내에서 약 140 내지 160℃, 예를 들면, 약 150℃ 정도의 온도로 약 1시간 동안 경화시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 반도체 소자(120) 및 상기 플렉서블 기판(110) 상에는 개선된 방열 특성과 유연성을 갖는 방열층(130)이 완성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열 도료는 에피클로로하이드린(epichlorohydrin) 비스페놀 A 수지, 변성 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제 및 방열 충전제를 포함할 수 있다. 특히, 상기 방열 도료는 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지 약 1 내지 5 중량%, 변성 에폭시 수지 약 1 내지 5 중량%, 경화제 약 1 내지 10 중량%, 경화 촉진제 약 1 내지 5 중량% 및 나머지 방열 충전제를 포함할 수 있다.
상기 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지는 상기 방열 도료의 접착력을 향상시키기 위하여 사용될 수 있으며, 상기 변성 에폭시 수지는 상기 경화된 방열층의 유연성 및 탄성을 개선하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 상기 변성 에폭시 수지로는 카르복실-말단화된 부타디엔 아크릴로니트릴(CTBN; Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile) 변성 에폭시 수지, 아민-말단화된 부타디엔 아크릴로니트릴(ATBN; Amine Terminated Butadiene Acrylronitril) 변성 에폭시 수지, 니트릴-부타디엔 고무(NBR; nitrile Butadiene Rubber) 변성 에폭시 수지, 아크릴 고무 변성 에폭시 수지(ARMER: Acrylic Rubber Modified Epoxy Resin), 우레탄 변성 에폭시 수지, 실리콘 변성 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다.
상기 경화제로는 노볼락 타입 페놀 수지(Novolac type phenolic resin)가 사용될 수 있다. 예를 들면, 페놀, 크레졸, 비스페놀 A 중 어느 하나와 포름알데히드를 반응시켜 수득되는 노볼락 타입 페놀 수지가 사용될 수 있다.
상기 경화 촉진제로는 이미다졸계 경화 촉진제 또는 아민계 경화 촉진제가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 이미다졸계 경화 촉진제로는 이미다졸, 이소이미다졸, 2-메틸 이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2,4-디메틸이미다졸, 부틸이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-프로필-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 페닐이미다졸, 벤질이미다졸, 등이 사용될 수 있다.
상기 아민계 경화 촉진제로는 지방족 아민, 변형된 지방족 아민, 방향족 아민, 제2급 아민, 제3급 아민 등이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 아민계 경화 촉진제로는 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌 테트라민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌아민, 디메틸아미노에탄올, m-크실렌디아민, 이소포론디아민 등이 사용될 수 있다.
상기 방열 충전제로는 약 0.01 내지 50 ㎛ 정도, 바람직하게는, 약 0.01 내지 20 ㎛ 정도의 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물이 사용될 수 있다. 상기 방열 충전제는 상기 경화된 방열층(130)의 열전도도를 향상시키기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 상기 방열 도료는 전체 중량에 대하여 약 75 내지 95 중량% 정도의 방열 충전제를 포함할 수 있으며, 이에 의해 상기 방열층(130)의 열전도도는 약 2.0 내지 3.0 W/mK 정도의 범위에서 조절될 수 있다. 또한, 상기 방열층(130)의 접착력은 상기 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지와 상기 변성 에폭시 수지에 의해 약 8 내지 12 MPa 정도로 조절될 수 있다.
한편, 상기 방열 도료의 점도는 약 100 내지 200 Pas 정도의 범위에서 조절될 수 있으며, 약 140 내지 160℃ 정도의 온도 범위에서 경화될 수 있다. 상기 방열 도료의 점도는 B형 회전 점도계를 이용하여 측정된 것으로, 보다 상세하게는 20 rpm의 로터 회전 속도와 23℃의 온도에서 측정될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열층(130)은 상기 반도체 소자(120)의 상부면 및 측면들 상에 직접 형성되므로 상기 반도체 소자(120)로부터의 방열 효율이 크게 향상될 수 있다. 또한, 상기 방열층(130)은 향상된 유연성과 접착성을 가질 수 있으므로 상기 플렉서블 기판(110) 및 상기 반도체 소자(120)로부터 쉽게 분리되지 않을 수 있으며 아울러 반도체 패키지(100)의 유연성이 종래 기술에 비하여 크게 개선될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 방열층(130)을 형성하기 위한 장치는 상기 방열층(130)을 형성하기 위한 포팅 모듈 또는 스크린 프린팅 모듈 및 상기 방열층(130)을 경화시키기 위한 경화 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는 테이프 형태를 갖는 플렉서블 기판(110)을 공급하기 위한 공급 릴을 포함하는 언와인더 모듈과 상기 플렉서블 기판(110)을 회수하기 위한 회수 릴을 포함하는 리와인더 모듈을 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 상기 반도체 소자(120)와 상기 플렉서블 기판(110) 사이의 공간을 채우는 언더필층(150)을 포함할 수 있다.
상기 언더필층(150)은 상기 반도체 소자(120)와 상기 플렉서블 기판(110) 사이의 공간에 언더필 수지를 주입함으로써 형성될 수 있으며, 상기 언더필 수지의 주입 후 약 150℃ 정도의 온도에서 상기 언더필층(150)에 대한 경화 공정이 수행될 수 있다.
예를 들면, 상기 반도체 소자(120)의 측면들과 인접한 상기 플렉서블 기판(110)의 상부면 부위에 상기 언더필 수지를 제공하는 포팅 공정이 수행될 수 있으며, 상기 언더필 수지는 표면 장력에 의해 상기 플렉서블 기판(110)과 상기 반도체 소자(120) 사이의 공간으로 침투될 수 있다.
상기 언더필 수지는 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제 및 무기물 충전제를 포함할 수 있다. 상기 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 나프탈렌 타입 에폭시 수지, 페놀 노볼락 타입 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지 등이 사용될 수 있으며, 상기 경화제 및 경화 촉진제로는 아민계 경화제 및 이미다졸계 경화 촉진제가 각각 사용될 수 있다.
또한, 상기 무기물 충전제로는 상기 언더필층(150)의 열전도도를 향상시키기 위하여 약 0.01 내지 20 ㎛ 정도의 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물이 사용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기와 같이 언더필층(150)을 형성한 후 상기 반도체 소자(120) 및 상기 플렉서블 기판(110) 상에 방열층(130)을 형성할 수 있다. 상기 방열층(130)을 형성하는 방법은 도 2 내지 도 6을 참조하여 기 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 반도체 소자(120)가 본딩될 상기 플렉서블 기판(110)의 일부 영역 상에 제1 방열 도료를 도포하여 언더필층(160)을 형성하고, 이어서 상기 골드 범프들 또는 솔더 범프들(122)이 상기 언더필층(160)을 통해 상기 신호 라인들(112)과 연결되도록 상기 반도체 소자(120)를 상기 플렉서블 기판(110) 상에 본딩할 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 반도체 소자(120)와 상기 플렉서블 기판(110) 상에 제2 방열 도료를 도포하여 방열층(130)을 형성할 수 있다. 상기 방열층(130)을 형성하는 방법은 도 2 내지 도 6을 참조하여 기 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다. 이때, 상기 제1 방열 도료와 제2 방열 도료는 서로 동일할 수 있으며, 도 2 내지 도 6을 참조하여 기 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 플렉서블 기판(110)과 반도체 소자(120) 상에는 상기 반도체 소자(120)로부터 발생된 열을 방출하기 위한 방열층(130)이 형성될 수 있다. 상기 방열층(130)은 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지 및 변성 에폭시 수지에 의해 유연성과 접착성이 개선될 수 있으며, 방열 충전제에 의해 상대적으로 높은 열전도도를 가질 수 있다.
따라서, 종래 기술에 비하여 상기 방열층(130)에 의해 상기 반도체 소자(120)로부터의 방열 효율이 크게 향상될 수 있다. 또한 상기 방열층(130)이 개선된 유연성과 접착성을 가지므로 상기 플렉서블 기판(110) 및 상기 반도체 소자(120)로부터 상기 방열층(130)의 분리가 충분히 방지될 수 있으며, 아울러 상기 플렉서블 기판(110)의 유연성을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
추가적으로, 상기 플렉서블 기판(110)과 상기 반도체 소자(120) 사이에 개선된 열전도도를 갖는 언더필층(150 또는 160)을 형성함으로써 상기 반도체 소자(120)로부터의 방열 효율이 더욱 향상될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 반도체 패키지 110 : 플렉서블 기판
112 : 신호 라인 114 : 절연층
120 : 반도체 소자 122 : 솔더 범프
130 : 방열층 132 : 제1 방열층
134 : 제2 방열층 140 : 마스크
150,160 : 언더필층

Claims (20)

  1. 신호 라인들이 형성된 플렉서블 기판;
    골드 범프들 또는 솔더 범프들을 통해 상기 신호 라인들과 연결되도록 상기 플렉서블 기판 상에 본딩된 반도체 소자; 및
    상기 플렉서블 기판 및 상기 반도체 소자 상에 형성된 방열층을 포함하되,
    상기 방열층은 방열 도료를 도포하고 이어서 상기 도포된 방열 도료를 경화시킴으로써 획득되며,
    상기 방열 도료는, 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지 1 내지 5 중량%, 변성 에폭시 수지 1 내지 5 중량%, 경화제 1 내지 10 중량%, 경화 촉진제 1 내지 5 중량% 및 나머지 방열 충전제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 변성 에폭시 수지는,
    CTBN 변성 에폭시 수지, ATBN 변성 에폭시 수지, NBR 변성 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지 또는 실리콘 변성 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 경화제는,
    노볼락 타입 페놀 수지인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 경화 촉진제는,
    이미다졸계 경화 촉진제 또는 아민계 경화 촉진제인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 방열 충전제는,
    0.01 내지 50 ㎛의 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방열층은,
    상기 반도체 소자의 측면들과 상기 플렉서블 기판 상에 형성된 제1 방열층; 및
    상기 반도체 소자의 상부면 상에 형성된 제2 방열층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 소자와 상기 플렉서블 기판 사이의 공간을 채우는 언더필층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방열층과 상기 언더필층은 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  10. 신호 라인들이 형성된 플렉서블 기판 상에 골드 범프들 또는 솔더 범프들을 통해 상기 신호 라인들과 연결되도록 반도체 소자를 본딩하는 단계;
    상기 반도체 소자 및 상기 반도체 소자와 인접하는 상기 플렉서블 기판의 상부면 일부 상에 방열 도료를 도포하여 방열층을 형성하는 단계; 및
    상기 방열층을 경화시키는 단계를 포함하되,
    상기 방열 도료는, 에피클로로하이드린 비스페놀 A 수지 1 내지 5 중량%, 변성 에폭시 수지 1 내지 5 중량%, 경화제 1 내지 10 중량%, 경화 촉진제 1 내지 5 중량% 및 나머지 방열 충전제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 방열층을 형성하는 단계는,
    상기 반도체 소자의 측면들과 상기 플렉서블 기판 상에 상기 방열 도료를 도포하는 단계; 및
    상기 반도체 소자의 상부면 상에 상기 방열 도료를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 방열층을 형성하는 단계는,
    상기 반도체 소자 및 상기 플렉서블 기판을 부분적으로 노출시키는 개구가 형성된 마스크를 상기 플렉서블 기판 상에 위치시키는 단계; 및
    상기 방열 도료를 스퀴지 방식으로 상기 개구에 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 반도체 소자와 상기 플렉서블 기판 사이의 공간을 채우는 언더필층을 형성하는 단계; 및
    상기 언더필층을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 언더필층은 언더필 수지를 상기 반도체 소자와 상기 플렉서블 기판 사이에 주입함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 반도체 소자가 본딩될 영역 상에 상기 방열 도료를 도포하여 언더필층을 형성하는 단계를 더 포함하되,
    상기 반도체 소자는 상기 골드 범프들 또는 솔더 범프들이 상기 언더필층을 통해 상기 신호 라인들과 연결되도록 본딩되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 제10항에 있어서, 상기 변성 에폭시 수지는,
    CTBN 변성 에폭시 수지, ATBN 변성 에폭시 수지, NBR 변성 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지 또는 실리콘 변성 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 경화제는,
    노볼락 타입 페놀 수지인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  19. 제10항에 있어서, 상기 경화 촉진제는,
    이미다졸계 경화 촉진제 또는 아민계 경화 촉진제인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  20. 제10항에 있어서, 상기 방열 충전제는,
    0.01 내지 50 ㎛의 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
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