KR101767381B1 - 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 반도체 패키지 - Google Patents
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Abstract
인쇄회로기판 및 이를 포함하는 반도체 패키지가 제공된다. 인쇄회로기판은 서로 다른 물질로 형성된 복수의 층이 적층된 구조를 포함하는 코어층; 상기 코어층 상부에 배치된 상부 배선층; 및 상기 코어층 하부에 배치된 하부 배선층을 포함한다.
Description
본 발명은 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 반도체 패키지에 관한 것이다.
통상적으로 반도체 패키지 제조용 인쇄회로기판은 반도체 칩을 탑재하여 전자기기상의 마더기판에 고정되어, 반도체 칩과 마더기판 간의 전기적 신호를 매개해주는 기능을 하는 일종의 기판이다.
반도체 패키지 제조용 인쇄회로기판은 패키지 제조를 위한 여러공정을 거치게 됨에 따라 휨(warpage) 현상이 발생되는 문제점이 있다. 즉, 반도체 패키지의 여러 공정을 거치게 되면, 반도체 패키지에 휨 현상이 발생되는 경우가 있으며, 이 휨 현상은 반도체 칩과 몰딩수지 그리고 인쇄회로기판 등이 서로 다른 열팽창계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)를 갖고 있기 때문에 발생하는 현상으로서, 인쇄회로기판이 휘어지는 동시에 반도체 패키지 자체가 휘어지는 현상을 말한다.
이러한 휨 현상은 반도체 패키지를 적층하거나 반도체 패키지를 마더 기판에 실장할 때 접합 불량을 유발하는 원인이 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반도체 패키지의 휨 현상을 방지할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 인쇄회로기판을 포함하는 반도체 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 인쇄회로기판의 일 태양은, 서로 다른 물질로 형성된 복수의 층이 적층된 구조를 포함하는 코어층; 상기 코어층 상부에 배치된 상부 배선층; 및 상기 코어층 하부에 배치된 하부 배선층을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 패키지의 일 태양은, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 반도체 칩; 및 상기 반도체 칩을 덮는 몰딩부를 포함하되, 상기 인쇄회로기판은, 서로 다른 물질로 형성된 복수의 층이 적층된 구조를 포함하는 코어층; 상기 코어층 상부에 배치된 상부 배선층; 및 상기 코어층 하부에 배치된 하부 배선층을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1 및 도 2에 도시된 인쇄회로기판이 외부 온도에 따라 변형되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 9a는 코어층이 단일층으로 구성된 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지의 단면도이다.
도 9b 및 도 9c는 코어층이 단일층으로 구성된 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지가 외부 온도에 따라 변형되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지가 적용되는 메모리 카드를 보여주는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지가 적용되는 전자 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 12는 도 11의 전자 시스템이 모바일 폰에 적용되는 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1 및 도 2에 도시된 인쇄회로기판이 외부 온도에 따라 변형되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 9a는 코어층이 단일층으로 구성된 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지의 단면도이다.
도 9b 및 도 9c는 코어층이 단일층으로 구성된 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지가 외부 온도에 따라 변형되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지가 적용되는 메모리 카드를 보여주는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지가 적용되는 전자 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 12는 도 11의 전자 시스템이 모바일 폰에 적용되는 예를 도시한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 이용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 이용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 이용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 이용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 이하 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 이용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 이용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 이용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 인쇄회로기판(1)은 코어(core)층(10), 상부 배선층(20) 및 하부 배선층(30)을 포함할 수 있다.
코어층(10)은 서로 다른 물질로 형성된 복수의 층이 적층된 구조를 포함한다. 구체적으로, 코어층(10)은 열팽창계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)가 서로 다른 물질로 형성된 복수의 층이 적층된 구조를 포함한다. 예를 들어, 코어층(10)은 적층된 제1 서브 코어층(11) 및 제2 서브 코어층(12)을 포함하며, 제1 서브 코어층(11)과 제2 서브 코어층(12)의 열팽창계수는 서로 다르다. 예를 들어, 제1 서브 코어층(11)과 제2 서브 코어층(12)의 열팽창계수는 1ppm/℃ 이상 차이가 날 수 있다. 제1 서브 코어층(11)과 제2 서브 코어층(12)의 열팽창계수는 1ppm/℃ 이상 차이가 나는 경우 인쇄회로기판(1)의 휨을 방지하기에 보다 효과적일 수 있다.
한편, 제1 서브 코어층(11) 및 제2 서브 코어층(12)은 동일한 두께를 가질 수 있다. 또는 제1 서브 코어층(11) 및 제2 서브 코어층(12)은 다른 두께를 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 서브 코어층(11) 및 제2 서브 코어층(12)의 두께는 1㎛ 이상 차이가 날 수도 있다.
제1 서브 코어층(11) 및 제2 서브 코어층(12)은 도전성 물질 또는 절연성 물질로 형성될 수 있다. 제1 서브 코어층(11) 및 제2 서브 코어층(12)이 모두 도전성 물질 또는 절연성 물질로 형성될 수 있다. 또는 제1 서브 코어층(11) 및 제2 서브 코어층(12) 중 어느 하나는 도전성 물질이며 나머지 하나는 절연성 물질로 형성될 수도 있다. 제1 서브 코어층(11) 및 제2 서브 코어층(12)으로 사용될 수 있는 절연성 물질로는 예를 들어 유리 섬유(glass fiber)를 들 수 있으며, 도전성 물질로는 구리(Cu) 또는 합금(alloy)을 들 수 있으며, 합금으로는 예를 들어, Ni(니켈), 구리(Cu), 은(Ag) 또는 철(Fe) 등에 다른 원소가 첨가된 것일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상부의 제1 서브 코어층(11)의 열팽창계수가 하부의 제2 서브 코어층(12)의 열팽창계수보다 작은 경우, 예를 들어, 제1 서브 코어층(11)은 열팽창계수가 약 10ppm/℃인 합금을 이용하여 형성되고, 제2 서브 코어층(12)은 열팽창계수가 약 17ppm/℃인 구리를 이용하여 형성될 수 있다. 또는 제1 서브 코어층(11)은 열팽창계수가 약 8ppm/℃인 유리 섬유를 이용하여 형성되고, 제2 서브 코어층(12)은 열팽창계수가 약 17ppm/℃인 구리 또는 열팽창계수가 약 10ppm/℃인 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
코어층(10)의 상부에는 상부 배선층(20)이 형성될 수 있다. 상부 배선층(20)은 상부 절연층(21) 내에 형성된 상부 회로 패턴(22) 및 상부 회로 패턴(22)과 전기적으로 접속된 상부 연결 패드(23)를 포함할 수 있다. 상부 절연층(21)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 상부 절연층(21)은 예를 들어, 프리프레그(Prepreg) 또는 액정 고분자(LCP: Liquid Crystal Polymer)로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
코어층(10)의 하부에는 하부 배선층(30)이 형성될 수 있다. 하부 배선층(30)도 상부 배선층(20)과 동일하게 하부 절연층(31) 내에 형성된 하부 회로 패턴(32) 및 하부 회로 패턴(32)과 전기적으로 접속된 하부 연결 패드(33)를 포함할 수 있다. 하부 절연층(31)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 프리프레그 또는 액정 고분자로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 상부 배선층(20) 및 하부 배선층(30)은 서로 동일한 소재로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판을 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다. 도 1과 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 인쇄회로기판(2)이 도 1에 도시된 인쇄회로기판(1)과 다른 점은 제1 서브 코어층(11) 상에 제2 서브 코어층(12)이 적층되며, 상부의 제2 서브 코어층(12)의 열팽창계수가 하부의 제1 서브 코어층(11)의 열팽창계수보다 크다는 것이다. 예를 들어, 제2 서브 코어층(12)은 열팽창계수가 약 17ppm/℃인 구리를 이용하여 형성되고, 제1 서브 코어층(11)은 열팽창계수가 약 10ppm/℃인 합금을 이용하여 형성될 수 있다. 또는 제2 서브 코어층(12)은 열팽창계수가 약 17ppm/℃인 구리 또는 열팽창계수가 약 10ppm/℃인 합금을 이용하여 형성되고, 제1 서브 코어층(11)은 열팽창계수가 약 8ppm/℃인 유리 섬유를 이용하여 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b을 참조하여, 외부 온도에 따라 도 1 및 도 2에 도시된 인쇄회로기판이 변형되는 현상을 설명한다. 도 3a 및 도 3b는 도 1 및 도 2에 도시된 인쇄회로기판이 외부 온도에 따라 변형되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(1)이 평평한 상태일 때의 외부 온도를 제1 온도라고 할 때, 인쇄회로기판(1)이 제1 온도보다 높은 제2 온도인 상태에 놓인다고 하면, 하부의 제2 서브 코어층(12)의 열팽창계수가 제1 서브 코어층(11)의 열팽창계수보다 크므로 하부의 제2 서브 코어층(12)이 제1 서브 코어층(11)보다 더 많이 팽창할 것이다. 따라서 도 3a에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(1)은 아래로 볼록하게 휘어질 수 있다. 한편, 인쇄회로기판(1)이 제1 온도보다 낮은 제3 온도인 상태에 놓인다고 하면, 제2 서브 코어층(12)이 제1 서브 코어층(11)보다 더 많이 수축하여 도 3b에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(1)은 위로 볼록하게 휘어질 수 있다.
반면에, 도 2에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(2)이 평평한 상태일 때의 외부 온도를 제1 온도라고 할 때, 인쇄회로기판(2)이 제1 온도보다 높은 제2 온도인 상태에 놓인다고 하면, 상부의 제2 서브 코어층(12)의 열팽창계수가 제1 서브 코어층(11)의 열팽창계수보다 크므로 상부의 제2 서브 코어층(12)이 제1 서브 코어층(11)보다 더 많이 팽창할 것이다. 따라서 도 3b에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(2)은 위로 볼록하게 휘어질 수 있다. 한편, 인쇄회로기판(2)이 제1 온도보다 낮은 제3 온도인 상태에 놓인다고 하면, 제2 서브 코어층(12)이 제1 서브 코어층(11)보다 더 많이 수축하여 도 3a에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(2)은 아래로 볼록하게 휘어질 수 있다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지의 일 실시예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 3과 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 반도체 패키지(300)는 인쇄회로기판(1) 상에 실장된 반도체 칩(330)을 포함한다. 반도체 칩(330)은 일면에 배치되는 집적 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 집적 회로는 메모리 회로 또는 로직 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 집적 회로는 랜덤 어세스 메모리(Random Access Memory; RAM), 비휘발성 메모리(Nonvolatile memory), 메모리 제어 회로, 어플리케이션 프로세서(Application processor) 회로, 파워 서플라이(Power supplier) 회로, 모뎀 또는 RF(Radio Frequency) 회로 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
반도체 칩(330)은 제1 접속 수단(310)을 통해 인쇄회로기판(1)에 실장될 수 있다. 제1 접속 수단(310)은 예를 들어, 도전성 범프(conductive bump), 도전성 스페이서(conductive spacer), 솔더 볼(solder ball), 핀 그리드 어레어(Pin Grid Array; PGA) 및 이들의 조합으로 이루어진 일군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
반도체 칩(330)과 인쇄회로기판(1) 사이에 언더필(underfill)재(320)가 형성될 수 있다. 언더필재(320)는 제1 접속 수단(310) 또는 반도체 칩(330)을 외부의 습기 등으로부터 보호하고 반도체 칩(330)을 인쇄회로기판(1)에 고정시키는 역할을 할 수 있다. 언더필재(320)는 에폭시 수지로 형성될 수 있다.
반도체 패키지(300)는 반도체 칩(330)을 덮는 몰딩부(340)를 더 포함할 수 있다. 몰딩부(340)는 반도체 칩(330)을 외부의 습기 또는 충격으로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 몰딩부(340)는 예를 들어, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC, Epoxy Molding Compound)로 형성될 수 있다.
반도체 패키지(300)는 반도체 칩(330)이 실장되지 않는 인쇄회로기판(1)의 일면에 형성된 제2 접속 수단(350)을 더 포함할 수 있다. 반도체 패키지(300)는 제2 접속 수단(350)을 시스템 보드 등에 실장될 수 있다. 제2 접속 수단(350)은 예를 들어, 도전성 범프(conductive bump), 도전성 스페이서(conductive spacer), 솔더 볼(solder ball), 핀 그리드 어레어(Pin Grid Array; PGA) 및 이들의 조합으로 이루어진 일군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지의 다른 실시예를 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 4와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 반도체 패키지(301)가 도 4에 도시된 반도체 패키지(300)와 다른 점은 달리 도 1에 도시된 인쇄회로기판(1) 대신 도 2에 도시된 인쇄회로기판(2)을 이용한다는 것이다.
도 6을 참조하여, 본 발명의 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지의 또 다른 실시예를 설명한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 5와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 반도체 패키지(302)가 도 4에 도시된 반도체 패키지(300)와 다른 점은 달리 몰딩부(도 4의 340)가 형성되지 않는 것이다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지의 또 다른 실시예를 설명한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 6과 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 반도체 패키지(303)에서는 반도체 칩(330)이 접착제(350)를 통해 인쇄회로기판(1)의 일면 상에 실장되고, 와이어(360)를 통해 인쇄회로기판(1)의 상부 연결 패드(23)와 전기적으로 접속된다. 한편, 도 6 내지 도 7에서는 반도체 패키지(302, 303)가 도 1에 도시된 인쇄회로기판(1)을 이용하는 것을 도시하였지만, 도 2에 도시된 인쇄회로기판(2)을 이용할 수도 있다.
도 8을 참조하여, 본 발명의 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지의 또 다른 실시예를 설명한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 7과 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 반도체 패키지(500)는 패키지 온 패키지(POP; Package On Package) 형태이다. 반도체 패키지(500)는 하부 패키지(501) 및 하부 패키지(501) 상에 적층된 상부 패키지(502)를 포함한다. 하부 패키지(501) 및 상부 패키지(502)는 도 1 또는 도 2에 도시된 인쇄회로기판(1, 2)을 포함할 수 있으며, 도 4 내지 도 7에 도시된 반도체 패키지(300, 301, 302, 303) 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 도 8은 설명의 편의상 하부 패키지(501)로는 도 4에 도시된 반도체 패키지(300)를 이용하고, 상부 패키지(502)로는 도 7에 도시된 반도체 패키지(303)를 이용하는 것을 도시한다.
반도체 패키지(500)는 하부 패키지(501)와 상부 패키지(502)를 접합시켜 주기 위한 조인트 부재(550)를 더 포함할 수 있다. 조인트 부재(550)는 하부 패키지(501)의 인쇄회로기판(1) 및 상부 패키지(502)의 인쇄회로기판(1)을 전기적으로 연결시켜 준다.
한편, 도 8에서는 하부 패키지(501) 및 상부 패키지(502)가 동일하게 도 1에 도시된 인쇄회로기판(1)을 포함하는 것을 도시하였으나, 하부 패키지(501) 및 상부 패키지(502) 중 어느 하나는 도 1에 도시된 인쇄회로기판(1)을 포함하고, 나머지 하나는 도 2에 도시된 인쇄회로기판(2)을 포함할 수도 있다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하여, 코어층이 단일층으로 구성된 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지가 외부 온도에 따라 변형되는 현상을 설명한다. 도 9a는 코어층이 단일층으로 구성된 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지의 단면도이다. 도 9b 및 도 9c는 코어층이 단일층으로 구성된 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지가 외부 온도에 따라 변형되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 반도체 패키지(200)는 인쇄회로기판(100), 인쇄회로기판(100) 상에 실장된 반도체 칩(150), 접속 수단(140), 언더필재(160), 및 몰딩부(170)를 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(100)은 코어층(110), 상부 배선층(120) 및 하부 배선층(130)을 포함할 수 있다. 코어층(110)은 본 발명의 실시예들과 달리 단일층으로 구성된다. 상부 배선층(120) 및 하부 배선층(130)은 서로 동일한 소재로 형성될 수 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(100)이 평평한 상태일 때의 외부 온도를 제1 온도라고 할 때, 인쇄회로기판(100)이 제1 온도보다 높은 제2 온도나 제1 온도보다 낮은 제3 온도인 상태에 놓인다고 하더라도, 인쇄회로기판(100)의 중심을 기준으로 상부 및 하부에서 동일한 정도로 수축 또는 팽창하여 인쇄회로기판(100)의 중심에 대하여 휨의 방향이 서로 동일한 크기로 반대되는 방향으로 적용될 것이므로 인쇄회로기판(100)은 평평한 상태를 계속 유지한다.
도 9a에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(200)가 평평한 상태일 때의 외부 온도를 제1 온도라고 할 때, 반도체 패키지(200)가 제1 온도보다 높은 제2 온도인 상태에 놓인 경우를 설명한다. 만일 반도체 칩(150) 및 몰딩부(170)의 열팽창계수가 인쇄회로기판(100)의 열팽창계수보다 작다면 인쇄회로기판(100)이 반도체 칩(150) 및 몰딩부(170)보다 더 많이 팽창할 것이므로, 도 9b에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(200)는 아래로 볼록하게 휘어질 수 있다. 만일, 반도체 칩(150) 및 몰딩부(170)의 열팽창계수가 인쇄회로기판(100)의 열팽창계수보다 크다면 반도체 칩(150) 및 몰딩부(170)가 인쇄회로기판(100)보다 더 많이 팽창할 것이므로, 도 9c에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(200)는 위로 볼록하게 휘어질 수 있다.
한편, 도 9a에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(200)가 평평한 상태일 때의 외부 온도를 제1 온도라고 할 때, 반도체 패키지(200)가 제1 온도보다 낮은 제3 온도인 상태에 놓인 경우를 설명한다. 만일 반도체 칩(150) 및 몰딩부(170)의 열팽창계수가 인쇄회로기판(100)의 열팽창계수보다 작다면 인쇄회로기판(100)이 반도체 칩(150) 및 몰딩부(170)보다 더 많이 수축할 것이므로, 도 9c에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(200)는 위로 볼록하게 휘어질 수 있다. 만일, 반도체 칩(150) 및 몰딩부(170)의 열팽창계수가 인쇄회로기판(100)의 열팽창계수보다 크다면 반도체 칩(150) 및 몰딩부(170)가 인쇄회로기판(100)보다 더 많이 수축할 것이므로, 도 9b에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(200)는 아래로 볼록하게 휘어질 수 있다.
따라서 코어층(110)이 단일층으로 구성되어 외부 온도 변화와 무관하게 평평한 상태를 유지하는 인쇄회로기판(100)을 이용하는 반도체 패키지(200)는 외부 온도 변화에 따라서 휨 현상이 발생한다.
도 3a 내지 도 3b 및 도 4를 참조하여, 코어층이 열팽창계수가 서로 다른 층이 적층되어 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지가 외부 온도에 영향을 받는 현상을 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(300)가 평평한 상태일 때의 외부 온도를 제1 온도라고 할 때, 반도체 패키지(300)가 제1 온도보다 높은 제2 온도인 상태에 놓인 경우를 설명한다. 만일 반도체 칩(330) 및 몰딩부(340)의 열팽창계수가 인쇄회로기판(1)의 열팽창계수보다 작다면 인쇄회로기판(1)이 반도체 칩(330) 및 몰딩부(340)보다 더 많이 팽창할 것이므로, 반도체 패키지(300)는 아래로 볼룩하게 휘어지려는 힘을 받을 것이다. 그러나 이 경우 도 3b에 도시된 바와 같이 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 인쇄회로기판(1) 자체가 위로 볼록하게 휘어지려는 힘을 받는 인쇄회로기판(1)을 사용한다면 인쇄회로기판(1) 자체에서 발생하는 위로 볼록하게 휘어지려는 힘이 반도체 패키지(300)가 아래로 볼록하게 휘어지려는 힘을 상쇄시켜 반도체 패키지(300) 전체는 도 4에 도시된 바와 같이 평평한 상태를 유지할 수 있다.
또한, 만일 반도체 칩(330) 및 몰딩부(340)의 열팽창계수가 인쇄회로기판(1)의 열팽창계수보다 크다면 반도체 칩(330) 및 몰딩부(340)가 인쇄회로기판(1)보다 더 많이 팽창할 것이므로, 반도체 패키지(300)는 위로 볼룩하게 휘어지려는 힘을 받을 것이다. 그러나 이 경우 도 3a에 도시된 바와 같이 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 인쇄회로기판(1) 자체가 아래로 볼록하게 휘어지려는 힘을 받는 인쇄회로기판(1)을 사용한다면 인쇄회로기판(1) 자체에서 발생하는 아래로 볼록하게 휘어지려는 힘이 반도체 패키지(300)가 위로 볼록하게 휘어지려는 힘을 상쇄시켜 반도체 패키지(300) 전체는 도 4에 도시된 바와 같이 평평한 상태를 유지할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(300)가 평평한 상태일 때의 외부 온도를 제1 온도라고 할 때, 반도체 패키지(300)가 제1 온도보다 낮은 제3 온도인 상태에 놓인 경우를 설명한다. 만일 반도체 칩(330) 및 몰딩부(340)의 열팽창계수가 인쇄회로기판(1)의 열팽창계수보다 작다면 인쇄회로기판(1)이 반도체 칩(330) 및 몰딩부(340)보다 더 많이 수축할 것이므로, 반도체 패키지(300)는 위로 볼룩하게 휘어지려는 힘을 받을 것이다. 그러나 이 경우 도 3a에 도시된 바와 같이 제1 온도보다 낮은 제3 온도에서 인쇄회로기판(1) 자체가 아래로 볼록하게 휘어지려는 힘을 받는 인쇄회로기판(1)을 사용한다면 인쇄회로기판(1) 자체에서 발생하는 아래로 볼록하게 휘어지려는 힘이 반도체 패키지(300)가 위로 볼록하게 휘어지려는 힘을 상쇄시켜 반도체 패키지(300) 전체는 도 4에 도시된 바와 같이 평평한 상태를 유지할 수 있다.
또한, 만일 반도체 칩(330) 및 몰딩부(340)의 열팽창계수가 인쇄회로기판(1)의 열팽창계수보다 크다면 반도체 칩(330) 및 몰딩부(340)가 인쇄회로기판(1)보다 더 많이 수축 팽창할 것이므로, 반도체 패키지(300)는 아래로 볼룩하게 휘어지려는 힘을 받을 것이다. 그러나 이 경우 도 3b에 도시된 바와 같이 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 인쇄회로기판(1) 자체가 위로 볼록하게 휘어지려는 힘을 받는 인쇄회로기판(1)을 사용한다면 인쇄회로기판(1) 자체에서 발생하는 위로 볼록하게 휘어지려는 힘이 반도체 패키지(300)가 아래로 볼록하게 휘어지려는 힘을 상쇄시켜 반도체 패키지(300) 전체는 도 4에 도시된 바와 같이 평평한 상태를 유지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지가 적용되는 메모리 카드를 보여주는 개략도이다. 도 10을 참조하면, 메모리 카드(800)는 하우징(810) 내에 제어기(820)와 메모리(830)를 포함할 수 있다. 제어기(820)와 메모리(830)는 전기적인 신호를 교환할 수 있다. 예를 들어, 제어기(820)의 명령에 따라서, 메모리(830)와 제어기(820)는 데이터를 주고받을 수 있다. 이에 따라, 메모리 카드(800)는 메모리(830)에 데이터를 저장하거나 또는 메모리(830)로부터 데이터를 외부로 출력할 수 있다.
제어기(820) 또는 메모리(830)는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(820)는 시스템 인 패키지를 포함하고, 메모리(830)은 멀티 칩 패키지를 포함할 수 있다. 또는 제어기(820) 및/또는 메모리(830)가 스택 패키지로 제공될 수 있다. 이러한 메모리 카드(800)는 다양한 휴대용 기기의 데이터 저장 매체로 이용될 수 있다. 예를 들어, 카드(800)는 멀티미디어 카드(multi media card; MMC) 또는 보안 디지털(secure digital; SD) 카드를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지가 적용되는 전자 시스템을 보여주는 블록도이다. 도 11을 참조하면, 전자 시스템(900)은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지를 적어도 하나 포함할 수 있다. 전자 시스템(900)은 모바일 기기나 컴퓨터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 시스템(900)은 메모리 시스템(912), 프로세서(914), 램(916), 및 유저인터페이스(918)를 포함할 수 있고, 이들은 버스(Bus, 920)를 이용하여 서로 데이터 통신을 할 수 있다. 프로세서(914)는 프로그램을 실행하고 전자 시스템(900)을 제어하는 역할을 할 수 있다. 램(916)은 프로세서(914)의 동작 메모리로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(914) 및 램(916)은 각각 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지를 포함할 수 있다. 또는 프로세서(914)와 램(916)이 하나의 패키지에 포함될 수 있다. 유저 인터페이스(918)는 전자 시스템(900)에 데이터를 입력 또는 출력하는데 이용될 수 있다. 메모리 시스템(912)은 프로세서(914)의 동작을 위한 코드, 프로세서(914)에 의해 처리된 데이터 또는 외부에서 입력된 데이터를 저장할 수 있다. 메모리 시스템(912)은 제어기 및 메모리를 포함할 수 있으며, 도 10의 메모리 카드(800)와 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다.
전자 시스템(900)은 다양한 전자기기들의 전자 제어 장치에 적용될 수 있다. 도 12는 전자 시스템(도 11의 900)이 모바일 폰(1000)에 적용되는 예를 도시한다. 그 밖에, 전자 시스템(도 11의 900)은 휴대용 노트북, MP3 플레이어, 네비게이션(Navigation), 고상 디스크(Solid state disk; SSD), 자동차 또는 가전제품(Household appliances)에 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 코어층 20: 상부 배선층
30: 하부 배선층 330: 반도체 칩
340: 몰딩부
30: 하부 배선층 330: 반도체 칩
340: 몰딩부
Claims (10)
- 제1 열팽창계수를 갖는 제1 물질로 형성된 제1 서브 코어층과, 상기 제1 열팽창계수와 다른 제2 열팽창계수를 갖는 제2 물질로 형성되고 상기 제1 서브 코어층 상에 제2 서브 코어층이 적층된 구조를 포함하는 코어층;
상기 제2 서브 코어층의 상부에 배치되고, 상기 코어층의 상면으로부터 연장되고, 상부 절연층 내에 형성된 상부 회로 패턴을 포함하는 상부 배선층; 및
상기 제1 서브 코어층의 하부에 배치되고, 상기 코어층의 하면으로부터 연장되고, 하부 절연층 내에 형성된 하부 회로 패턴을 포함하는 하부 배선층을 포함하고,
상기 상부 배선층의 하면은, 상기 코어층의 상면과 인접하고
상기 하부 배선층의 상면은, 상기 코어층의 하면과 인접하는 인쇄회로기판. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제1 서브 코어층 및 상기 제2 서브 코어층은 도전성 물질 또는 절연성 물질을 포함하는 인쇄회로기판. - 제 3항에 있어서,
상기 제1 서브 코어층 및 상기 제2 서브 코어층 중 어느 하나는 합금을 포함하며, 나머지 하나는 구리를 포함하는 인쇄회로기판. - 제 3항에 있어서,
상기 제1 서브 코어층 및 상기 제2 서브 코어층 중 어느 하나는 합금 또는 구리를 포함하며, 나머지 하나는 유리 섬유를 포함하는 인쇄회로기판. - 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판 상에 실장된 반도체 칩; 및
상기 반도체 칩을 덮는 몰딩부를 포함하되,
상기 인쇄회로기판은,
제1 열팽창계수를 갖는 제1 물질로 형성된 제1 서브 코어층과, 상기 제1 열팽창계수와 다른 제2 열팽창계수를 갖는 제2 물질로 형성되고 상기 제1 서브 코어층과 상기 몰딩부 사이에 배치되는 제2 서브 코어층을 포함하는 코어층;
상기 코어층과 상기 반도체 칩 사이에 배치되고, 상기 코어층의 상면으로부터 연장되고, 상부 절연층 내에 형성된 상부 회로 패턴을 포함하는 상부 배선층; 및
상기 코어층 하부에 배치되고, 상기 코어층의 하면으로부터 연장되고, 하부 절연층 내에 형성된 하부 회로 패턴을 포함하는 하부 배선층을 포함하고,
상기 제1 열팽창계수는, 상기 몰딩부의 열팽창계수와 상기 제2 열팽창계수의 사이의 값을 갖는 반도체 패키지. - 삭제
- 제 6항에 있어서,
상기 제1 서브 코어층 및 상기 제2 서브 코어층은 도전성 물질 또는 절연성 물질을 포함하는 반도체 패키지. - 제 8항에 있어서,
상기 반도체 칩의 열팽창계수 및 상기 몰딩부의 상기 열팽창계수가 상기 인쇄회로기판의 열팽창 계수보다 작으며,
상기 제2 열팽창계수는 상기 제1 열팽창계수보다 큰 반도체 패키지. - 제 8항에 있어서,
상기 반도체 칩의 열팽창계수 및 상기 몰딩부의 상기 열팽창계수가 상기 인쇄회로기판의 열팽창 계수보다 크며,
상기 제1 열팽창계수는 상기 제2 열팽창계수보다 큰 반도체 패키지.
Priority Applications (2)
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