KR101831831B1 - 라운드형 상호연결부를 구비하는 집적 회로 패키지 시스템 및 그 제조 방법 - Google Patents

라운드형 상호연결부를 구비하는 집적 회로 패키지 시스템 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

집적 회로 패키지 시스템을 제조하는 방법은, 집적 회로가 부착되어 있는 패키지 캐리어 상에 라운드형 상호연결부를 형성하는 단계; 돌출부를 구비하는 몰드 체이스를 라운드형 상호연결부 위에 위치시키는 단계; 상기 돌출부 아래에 리세스를 구비하는 봉지재를 패키지 캐리어 위에 형성하는 단계; 상기 봉지재가 노출되도록 몰드 체이스를 제거하는 단계; 및 라운드형 상호연결부를 노출시키기 위해 상기 리세스 아래의 봉지재를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

라운드형 상호연결부를 구비하는 집적 회로 패키지 시스템 및 그 제조 방법 {INTEGRATED CIRCUIT PACKAGING SYSTEM WITH ROUNDED INTERCONNECT AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}
본 발명은 일반적으로 집적 회로 패키지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 봉지재를 구비하는 집적 회로 패키지 시스템을 위한 시스템에 관한 것이다.
컴퓨터 업계에서 지속적으로 추구하는 목표는 고성능화, 저가격화, 부품들의 지속적인 소형화 그리고 집적 회로(IC)의 패키징 고밀도화이다. 반도체 패키지로 제작되는 제품들의 크기가 작아지고 있는 반면에 그 안에 패키지되는 부품들의 밀도를 증가시키기 위해, 반도체 패키지 구조물들의 소형화가 지속적으로 이루어지고 있다. 이는 정보기기 제품들의 성능이 지속적으로 고성능화되는 반면, 계속해서 크기, 두께가 소형화되고 가격이 저렴해야 한다는 요구에 대한 대응책이다.
이와 같이 소형화에 대해 증가하는 요구사항들은 예컨대 휴대폰, 핸드-프리 휴대폰 헤드셋, 피디에이(PDA), 캠코더, 노트북 퍼스널 컴퓨터 등과 같은 휴대용 정보 통신 기기에 특히 주목할한 하다. 휴대성을 개선하기 위해, 이들 기기들은 계속적으로 보다 소형으로 그리고 보다 얇게 제작되고 있다. 이에 따라 이들 기기 내에 통합되는 대규모 집적(LSI: large-scale integration) 패키지들도 소형화 및 박육화되어야만 한다. LSI를 격납하고 보호하는 패키지 구성품도 역시 소형화 및 박육화되어야만 한다.
집적 회로 콘텐츠를 증가시키기 위해, 가전제품들은 시스템에서 집적 회로들이 차지하는 물리적인 공간은 작아지고, 집적 회로 패키지 내에는 더 많은 집적 회로들이 패키지될 것을 요구받고 있다. 제품 가격이 계속해서 떨어지는 것은 또 다른 요구사항이다. 일부 기술 개발은 각 집적 회로에 더 많은 기능을 통합시키는 데에 집중하고 있다. 다른 기술 개발은 이들 집적 회로들을 하나의 패키지로 적층하는 데에 집중하고 있다. 이들이 하나의 집적 회로 내에 많은 기능들을 제공하기는 하지만, 성능, 통합 그리고 저가에 대한 모든 요구 사항을 충분하게 만족시키지는 못하고 있다.
이에 따라, 칩 상호연결을 개선하고 공간을 절감하는 집적 회로 패키지 시스템에 대한 수요는 잔존한다. 커지는 소비자들의 기대와 시장에 차별화된 제품 출시의 기회가 줄어드는 동시에 지속적으로 증가하는 상업 경쟁에 대한 압박의 관점에서, 이들 문제들에 대한 해결책을 찾는 것이 중요하다. 또한, 가격 다운, 성능 및 효율성 향상 그리고 상업적 압박의 충족은 이들 문제점들에 대한 해법을 찾는 것에 대한 긴급성을 더한다.
이들 문제점들에 대한 솔루션은 지속적으로 탐색되고 있지만, 지금까지는 어떠한 솔류션도 교시 내지는 제시되지 못하고 있으며, 이에 따라 관련 업계에서 이들 문제점들에 대한 솔루션은 해결되지 않고 있다.
본 발명은, 집적 회로가 부착되어 있는 패키지 캐리어 상에 라운드형 상호연결부를 형성하는 단계; 돌출부를 구비하는 몰드 체이스를 라운드형 상호연결부 위에 위치시키는 단계; 상기 돌출부 아래에 리세스를 구비하는 봉지재를 패키지 캐리어 위에 형성하는 단계; 상기 봉지재가 노출되도록 몰드 체이스를 제거하는 단계; 및 라운드형 상호연결부를 노출시키기 위해 상기 리세스 아래의 봉지재를 제거하는 단계를 포함하는, 집적 회로 패키지 시스템을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은, 패키지 캐리어와; 상기 패키지 캐리어에 부착되어 있는 집적 회로와; 상기 패키지 캐리어 상의 라운드형 상호연결부와; 상기 집적 회로를 덮고 있으며, 덴팅이 없는 특성부를 구비하는 라운드형 상호연결부를 노출시키고 있는, 패키지 캐리어 위의 봉지재;를 포함하는 집적 회로 패키지 시스템을 제공한다.
본 발명의 어느 실시형태는 전술한 단계 또는 구성요소들을 대체하거나 전술한 단계 또는 구성요소들에 부가되는 다른 단계 또는 구성요소들을 구비할 수 있다. 첨부된 도면들을 참조하는 아래의 발명의 상세한 설명을 통해, 이러한 단계 또는 구성요소들이 통상의 기술자들에게 보다 명확해질 것이다.
본 발명에 의한 방법, 공정, 장치, 기기, 제품 및/또는 시스템은 간단하고, 비용 효율적이고, 간단하고, 융통성이 많고, 정밀하고, 예민하며 효과적이고, 기존 부품들에 실시되어, 쉽고 효율적으로 그리고 경제적으로 제작, 적용 및 활용될 수 있다.
본 발명의 다른 중요한 측면은 비용 절감, 시스템 간소화 및 성능 향상이라는 역사적 경향에 이바지하고 중요한 지지를 한다는 것이다.
결과적으로, 이러한 본 발명의 중요한 측면들은 기술의 단계를 적어도 다음 레벨로 상승시킨다는 것이다.
특정의 최적 모드와 연계하여 본 발명을 기재하였지만, 통상의 기술자라면 본 발명의 명세서의 기재 사항을 기초로 많은 변형, 변조 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이에 따라, 이러한 모든 변형, 변조 및 변경 사항들은 청구항에 기재한 청구범위에 속하는 것으로 한다. 도면을 참조하여 개시하는 모든 사항은 설명을 위한 것으로, 이들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태인 집적 회로 패키지 시스템의 평면도이다.
도 2는 도 1에서 라인 2-2를 따라 취한 집적 회로 패키지 시스템의 단면도이다.
도 3은 제조 공정 중 몰딩 단계에 있는, 도 1에서 라인 2-2를 따라 취한 집적 회로 패키지 시스템의 일부분의 단면도이다.
도 4는 삭마 단계에 있는, 도 3의 구조물을 나타내는 도면이다.
도 5는 스택 패키지 시스템이 부착되어 있는 도 4의 구조물의 일부분의 상세도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태로, 집적 회로 패키지 시스템의 제조 방법에 관한 흐름도이다.
이하에서, 통상의 기술자들이 본 발명을 사용 실시할 수 있도록 많은 실시형태들을 상세하게 기재하였다. 본 명세서의 기재를 기초로 하여 다른 실시형태들이 있을 수 있으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않으면서도 시스템, 공정 또는 기계적 변경이 이루어질 수 있다는 점을 이해해야 한다.
이하에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해 많은 특정 사항들이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 상세한 특정 기재 사항이 없더라도 본 발명이 실시될 수 있다는 점은 명백하다. 본 발명이 불명료해지는 것을 방지하기 위해, 일부 공지되어 있는 회로, 시스템 구성 및 공정 단계들을 상세하게 기재하지 않았다.
본 시스템의 실시형태들을 나타내는 도면들은 개략적으로 도시되어 있으며, 축척에 따라 도시된 것이 아니고, 특히 표현을 명료하게 할 목적으로 일부 치수들이 도면 내에서 과장되게 표현되어 있다. 마찬가지로, 도면 내의 방향들은 기재의 용이를 위해 일반적으로 유사한 방향을 나타내지만, 도면의 이러한 도시는 임의적인 것이다. 일반적으로 본 발명은 임의의 방향에서 실시될 수 있다.
공통되는 기술적 특징을 가지는 실시형태들이 복수로 기재된 경우, 설명, 기재 및 이해의 용이와 명료함을 위해, 모든 도면에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였다. 실시형태들에는 제1 실시형태, 제2 실시형태 등과 같이 번호가 매겨져 있지만, 이는 기재의 편리를 위한 것으로 본 발명에 있어서 중요성 내지는 어떠한 제한을 부여하기 위한 것이 아니다.
설명을 목적으로, 본 명세서에서는 그 방향과는 무관하게, "수평"이라는 용어를 사용하여 집적 회로의 통상적인 표면 또는 평면과 평행한 평면을 규정한다. "수직"이란 용어는 위와 같이 규정된 수평과 직교하는 방향을 나타낸다. "위에"(above), "아래에"(below), "하단"(bottom), "상단"(top), "사이드"(side)("측벽"으로도 사용), "높은"(higher), "낮은"(lower), "위"(upper), "위에"(over) 및 "아래"(under)와 같은 용어들은 수평면과 관련되어 규정된다.
본 명세서에 사용되고 있는 "상에"(on)란 용어는 구성요소들이 직접 접촉하고 있음을 의미한다. "상에 직접"(directly on)이란 용어는 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이에 개재하는 구성요소가 없는 상태로 직접 접촉하고 있음을 의미한다.
"활성 사이드"(active sice)란 용어는 위쪽에 활성 회로가 형성되어 있거나, 다이, 모듈, 패키지 또는 전자 구조물 내에 활성 회로와 연결을 위한 구성요소들을 구비하는 다이, 모듈, 패키지 또는 전자 구조물의 사이드를 지칭한다. 본 명세서에 사용되고 있는 "공정"(processing)이란 용어는, 전술한 구조물들을 형성하는 데에 필요로 하는, 재료 또는 포토레지스트의 적층, 패터닝, 노출, 현상, 에칭, 세척, 평탄화 및/또는 상기 재료 또는 포토레지스트의 제거를 포함한다.
도 1을 참조하면, 도 1에는 본 발명의 일 실시형태인 집적 회로 패키지 시스템(100)의 평면이 도시되어 있다. 집적 회로 패키지 시스템(100)은 몰딩된 레이저 패키지-온-패키지(MLP: Molded Laser Package-on-Package)를 위한 패키지 삭마 방법에 의한 패키지 시스템의 구성을 구비할 수 있다.
집적 회로 패키지 시스템(100)은 그 시스템상에 실장되는 외부 시스템들과 전기적 연결부를 제공하는 라운드형 상호연결부(rounded interconnect)(114)를 포함할 수 있다. 상기 라운드형 상호연결부(114)는 특히 전도성 범프, 전도성 볼, 전도성 포스트, 전도성 필라 또는 전도성 커넥터일 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)는 솔더, 금속 합금 또는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)는 주변부 어레이(peripheral array)로 형성될 수 있다.
라운드형 상호연결부(114)는, 전기 부품들을 밀봉하고 그 부품들을 기계적으로 그리고 외부환경으로부터 보호하는 반도체 패키지의 커버로 정의되는, 봉지재(116)로부터 노출될 수 있다. 봉지재(116)는 에폭시 몰딩 화합물 또는 몰딩 소재를 포함하는 커버일 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2에는 도 1에서 단면 라인 2-2를 따르는 집적 회로 패키지 시스템(100)의 단면이 도시되어 있다. 집적 회로 패키지 시스템(100)은 패키지 캐리어(202)를 포함할 수 있다. 패키지 캐리어(202)는 시스템에 사용되는 최종 제품의 일부인 디바이스들과 집적 회로들을 실장하고 연결하기 위한 것이다.
패키지 캐리어(202)는 기판, 리드프레임 또는 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 패키지 캐리어(202)는 하단 사이드(204)와, 그 하단 사이드(204)와 대향하는 상단 사이드(206)를 구비할 수 있다.
집적 회로(208), 보다 상세하게는 플립-칩, 집적 회로 다이, 반도체 디바이스 또는 칩이 상기 상단 사이드(206) 위에 장착될 수 있다. 내부 상호연결부(210), 보다 상세하게는 전도성 볼, 전도성 범프, 와이어 또는 전기 커넥터가 상기 상단 사이드(206) 및 집적 회로(208)에 전기적으로 연결될 수 있다. 내부 상호연결부(210)는 솔더, 금속 합금 또는 전도성 소재로 형성될 수 있다.
집적 회로(208)는 내부 상호연결부(210)에 의해 상단 사이드(206)에 부착될 수 있다. 내부 상호연결부(210)를 보호하기 위해, 언더필(212) 보다 상세하게는 에폭시 수지 또는 임의의 언더필 수지 재료가 상단 사이드(206)와 집적 회로(208) 사이의 공간에 도포될 수 있다.
라운드형 상호연결부(114)는 상단 사이드(206)에 부착되어 전기적으로 연결될 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)는 패키지 캐리어(202)의 비-수평 사이드에 인접하는 복수의 열(row)로 형성될 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)는 집적 회로(208)에 인접하여 장착될 수 있다. 집적 회로(208)는 라운드형 상호연결부(114)에 의해 둘러싸일 수 있다.
예컨대, 라운드형 상호연결부(114)는 포스트일 수 있다. 또한 예컨대, 라운드형 상호연결부(114)는 패키지 캐리어(202)로부터 먼 쪽에는 곡면을, 패키지 캐리어(202)와 대면하는 쪽에는 비-곡면을 구비할 수 있다.
봉지재(116)가 상단 사이드(206) 위에 형성되어 집적 회로(208)와 언더필(212)을 덮을 수 있다. 봉지재(116)는 라운드형 상호연결부(114)를 부분적으로 덮을 수 있다. 봉지재(116)는 개구부(218), 보다 상세하게는 홀(hole) 또는 공동(cavity)을 포함할 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)는 개구부(218) 내에서 부분적으로 노출될 수 있다.
봉지재(116)의 상단 표면(220)은 라운드형 상호연결부(114) 위쪽에 위치할 수 있다. 봉지재(116)는 라운드형 상호연결부(114)를 또 다른 라운드형 상호연결부(114)로부터 격리시킬 수 있다.
외부 상호연결부(222), 보다 상세하게는 전도성 볼, 전도성 범프 또는 전도성 커넥터는 하단 사이드(204)에 부착되어 외부 시스템들(미도시)과의 전기 연결부를 제공할 수 있다. 외부 상호연결부(222)는 솔더, 금속 합금 또는 전도성 소재로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3에는 제조 공정 중 몰딩 단계에 있는, 도 1에서 라인 2-2를 따른 집적 회로 패키지 시스템(100)의 일부분의 단면이 도시되어 있다. 패키지 캐리어(202)는 캐리어 패드(302) 보다 상세하게는 터미널, 리드 또는 콘택을 포함할 수 있다.
캐리어 패드(302)는 상단 사이드(206)에서 노출되어 있을 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)는 패키지 캐리어(202)의 상단 사이드(206) 상에 형성될 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)는 캐리어 패드(302) 상에 장착될 수 있다.
집적 회로 패키지 시스템(100)은, 반도체 부품들을 봉지하는 보호 커버를 형성하는 데에 사용되는 장치 또는 디바이스로 정의되는, 몰드 체이스(mold chase)(304)를 포함할 수 있다. 상기 몰드 체이스(304)는 패키지 캐리어(202)와 라운드형 상호연결부(114) 위에 위치할 수 있다.
몰드 체이스(304)는 돌출부(protrusion)(306)를 포함할 수 있다. 몰드 체이스(304)는 돌출부(306)가 라운드형 상호연결부(114) 위에 있도록 위치할 수 있다. 돌출부(306)는 몰드 체이스(304)의 체이스면(310)에서부터 바깥쪽으로 연장하는 돌출부 측벽(308)을 구비할 수 있다. 돌출부 측벽(308)은 체이스면(310)에 대해 둔각을 이룰 수 있다.
도시되어 있지는 않지만, 몰드 체이스(304)는 몰드 체이스(304)를 위쪽으로 유지하는 지지 구조물을 포함하여, 봉지재(116)를 형성할 때에 돌출부(306)가 라운드형 상호연결부(114) 위에 위치하도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 구조물은 포스트일 수 있다.
봉지재(116)는 몰드 체이스(304)와 함께 형성될 수 있다. 봉지재(116)는 패키지 캐리어(202) 위에 형성될 수 있다. 봉지재(116)는 상단 사이드(206)와 체이스면(310) 사이에 형성되어 라운드형 상호연결부(114)를 덮을 수 있다. 돌출부(306)가 라운드형 상호연결부(114) 상에 직접 있지 않은 상태로, 봉지재(116)가 라운드형 상호연결부(114)와 돌출부(306) 사이에 형성될 수 있다.
몰드 체이스(304)의 돌출부(306)가 라운드형 상호연결부(114) 위에 위치하는 상태로, 봉지재(116)는 리세스(312)와 함께 형성될 수 있다. 리세스(312)는 돌출부(306) 아래에 위치하고, 라운드형 상호연결부(114) 위에 위치할 수 있다.
몰드 체이스(304)는 약 5 마이크로미터(micron) 미만의 에러 영역을 구비할 수 있다. 그 에러 영역은 봉지재(116)를 몰딩하기 위한, 몰드 체이스(304)의 높이 공차로 정의된다.
돌출부(306)와 라운드형 상호연결부(114)는 대략적으로 정렬될 수 있다. 여기서 대략적인 정렬이라고 함은 돌출부(306)의 중앙부를 가로지르는 수직선이 라운드형 상호연결부(114)의 중앙부를 가로지르는 다른 수직선에 근접하는 것으로 정의된다.
이러한 대략적인 정렬은 몰드 체이스(304)와 패키지 캐리어(202)의 핀홀을 정렬시켜 이루어질 수 있다. 돌출부(306)가 라운드형 상호연결부(114)에 대략적으로 정렬한 상태에서, 리세스(312)가 라운드형 상호연결부(114)에 대략적으로 정렬될 수 있다.
리세스(312)는 돌출부 측부(308)에 의해 형성되는 봉지재(116)의 측벽으로 정의되는 리세스 측벽(314)에 의해 구획될 수 있다. 리세스 측벽(314)은 상단 표면(220)에 대해 둔각을 이룰 수 있다.
제조 공정 중 봉지재(116)를 응고시키거나 강화시키는 경화 단계가 수행될 수 있다. 단면도는 몰드 체이스(304)와 봉지재(116)의 분리 단계를 묘사한다. 제조 공정 중 분리 단계(separation step)에서, 몰드 체이스(304)가 제거되어 봉지재(116)를 노출시킬 수 있다.
분리 단계는 몰드 체이스(304)를 봉지재(116)로부터 분리시키거나, 몰드 체이스(304)로부터 봉지재(116)를 분리시킬 수 있다. 분리 단계는 경화 단계 후에 수행될 수 있다. 돌출부 측벽(308)과 리세스 측벽(314) 각각이 체이스면(310)과 상단 표면(220)과 둔각을 이룬 상태라면, 분리 단계가 용이하게 이루어질 수 있다.
봉지재(116)는 몰드 체이스(304)와 함께 형성되는 특성부(characteristic)를 구비할 수 있다. 몰드 체이드(304)와 함께 형성되는 특성부는, 봉지재(116)의 표면 내에 마크 또는 임프린트와 같은 물리적 형상을 포함할 수 있다. 예컨대, 몰드 체이스(304)는 봉지재(116)의 상단 표면(220) 내에 각인(impression)을 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 4에는 삭마 단계(ablation phase)에 있는, 도 3의 구조물이 도시되어 있다. 봉지재(116)의 일부분을 제거하는 시스템 또는 장치로 규정되는 삭마 툴(402)이 삭마 단계에서 사용될 수 있다. 삭마 단계에서는 레이저 삭마법이 사용될 수도 있다. 삭마 툴(402)은 광원에서 발생하는 전자기 광선으로 정의되는 레이저 빔(404)을 방출할 수 있다.
삭마 툴(402)은 임의의 수량의 레이저 빔(404)을 발생시킬 수 있다. 설명을 목적으로, 레이저 빔(404)이 파선 사각형으로 도시되어 있다. 레이저 빔(404)은 다양한 형태의 레이저를 포함할 수 있다. 레이저 에너지, 노출 시간 및 레이저 특성을 토대로 하여 레이저 빔(404)은 사전에 결정될 수 있다.
예컨대, 레이저 빔(404)은 자외선(UV), 적외선(IR), 그린, 이트륨 알루미늄 가넷(YAG), 네오디뮴-도핑 YAG(Nd-YAG) 또는 이산화탄소(CO2)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 레이저 빔(404)은 빔 폭이 작은 미세 레이저 빔(narrow laser beam)일 수 있다.
삭마 툴(402)은 도 3에 있어서 봉지재(116)의 리세스(312) 위에 위치할 수 있다. 봉지재(116)에서 제거부(406)가 삭마 툴(402)에 의해 제거될 수 있다. 제거부(406)는 더욱 상세하게는 리세스(312) 아래에서 삭마되는 봉지재(116)의 일부분 또는 일 영역일 수 있다. 제거부(406)를 제거하는 데에 삭마 툴(402)이 사용될 수 있다.
레이저 빔(404)은, 봉지재(116) 중 잔류부(408)에 개구부(218)가 형성되도록 제거부(406)를 제거할 수 있다. 잔류부(408)는 그 잔류부(408)의 개구부(218) 내에서 라운드형 상호연결부(114)를 부분적으로 노출시킬 수 있다.
개구부(218)는 리세스(312)와는 다를 수 있다. 리세스(312)는 몰딩 단계를 거친 후 도 3의 돌출부(306)에 의해 형성된 봉지재(116)의 결과물일 수 있다. 개구부(218)는 삭마 단계 후에, 삭마 툴(402)에 의해 리세스(312) 아래에서 제거된 제거부(408)의 결과물일 수 있다.
개구부(218)는, 삭마 툴(402)에 의해 형성된 잔류부(408)의 사이드로 정의되는, 개구부 측벽(410)에 의해 둘러싸여 있을 수 있다. 개구부 측벽(410)은 상단 표면(220)과 둔각을 이룰 수 있다.
라운드형 상호연결부(114)의 노출면(412)은 봉지재(116)로부터 노출될 수 있다. 노출면(412)은 개구부(218) 내에서 노출될 수 있다. 개구부 측벽(410)은 라운드형 상호연결부(114)의 일부분의 주위에 위치할 수 있다. 개구부 측벽(410)은 노출면(412)의 주위에 위치할 수 있다.
삭마 툴(402)은 리세스(312) 내의 제거부(406)를 제거할 수 있다. 삭마 툴(402)은 리세스(312)와 대략적으로 정렬하여 개구부 측벽(410)을 형성할 수 있다. 이와 유사하게, 개구부 측벽(410)은 라운드형 상호연결부(114)와 대략적으로 정렬될 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)와 대략적으로 정렬되어 있는 개구부 측벽(410)은, 개구부 측벽(410)에 의해 둘러싸여 있는 개구부(218)의 중앙부를 가로지르는 수직선이 라운드형 상호연결부(114)를 가로지르는 다른 수직선과 근접한다는 것을 의미한다.
개구부 측벽(410)은 지표(fiducial mark)(미도시)를 기초로 하여 형성될 수 있다. 지표는 위치 또는 지점을 나타내는 기준점으로 사용되는 물리적 형상이다.
지표는 리세스(312)의 위치를 인식하는 데에 사용될 수 있다. 지표를 사용함으로써, 삭마 툴(402)은 리세스(312)의 위치 정밀도를 더욱 개선할 수 있다.
예를 들면, 지표는 에칭, 드릴링 또는 레이저 스크라이빙에 의해 형성될 수 있다. 또한 예를 들면 지표는 임의의 수량으로 형성될 수 있다.
지표는 봉지재(116)나 패키지 캐리어(202) 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 임의의 수량의 지표가 리세스(312) 내에서 봉지재(116) 상에 형성될 수 있다.
라운드형 상호연결부(114)는, 봉지재(116)가 삭마 툴(402)에 의해 부분적으로 삭마되어 노출되는 특성부(characteristic)를 구비할 수 있다. 봉지재(116) 중 삭마 툴(402)에 의해 부분적으로 삭마되어 노출된 특성부는 덴팅(denting), 치핑(chipping) 및 몰드 플래쉬가 없는 물리적 형상을 포함할 수 있다.
상기 물리적 형상은 멀티플-패스 삭마법에 비해 레이저-삭마 마크가 적고 보다 일관되게 정렬된 부분을 또한 포함할 수 있다. 멀티플-패스 삭마법에 비해, 삭마 툴(402)을 사용하여 단일 패스로 가공하기 때문에, 레이저-삭마 마크가 덜 할 수 있다. 개구부 측벽(410)을 형성할 때에 리세스(312)에 대략적으로 정렬된 삭마 툴(402)로 인해 일관된 정렬이 이루어질 수 있다. 반면에 멀티플-패스 삭마법은 추가의 레이저 정렬을 필요로 한다.
개구부 측벽(410)은 삭마 툴(402)에 의해 부분적으로 삭마된 봉지재(116)로 형성된 특성부를 구비할 수 있다. 삭마 툴(402)에 의해 부분적으로 삭마된 봉지재(116)로 형성된 특성부는 얕은 공동, 리세스, 미소 리세스, 레이저-삭마 마크 또는 기타 제거 마크와 같은 물리적 형상을 포함할 수 있다. 일례로, 레이저-삭마 마크는 음각 마크(engraved mark) 또는 기타 레이저 마크를 포함할 수 있다.
몰딩 단계와 삭마 단계를 조합함으로써, 제조 시간 및 비용이 절감될 수 있다. 리세스(312)가 없는 경우, 제거부(406)는 라운드형 상호연결부(114)와 상단 표면(220) 사이에서 제거되는 더 큰 면적으로 제거될 수 있다. 리세스(312)가 있는 경우, 라운드형 상호연결부(114) 위에서 좁은 면적으로 또는 덜 삭마되어 제조 시간과 비용이 절감된다.
본 발명의 집적 회로 패키지 시스템(100)은 수율을 개선시킨다는 것을 알 수 있었다. 돌출부(306)를 구비하는 도 3의 몰드 체이스(304)는 라운드형 상호연결부(114)에 대략적으로 정렬되어 있다. 이와 같이 대략적으로 정렬되어 있음으로 인해, 봉지재(116)는, 리세스(312)가 라운드형 상호연결부(114)에 대략적으로 정렬된 상태로 형성된다. 리세스(312) 내에서 삭마 툴(402)에 의해 부분적으로 제거된 봉지재(116)는 라운드형 상호연결부(114)를 부분적으로 노출시켜, 시간당 유닛(UPH: units per hour)과 수율을 개선하게 된다.
본 발명의 집적 회로 패키지 시스템(100)은 신뢰성을 개선시킨다는 것을 알 수 있었다. 종래의 봉지 방식에서, 솔더 볼과 그 솔더 볼 상의 몰드 체이스 어셈블리 사이의 미세한 갭 또는 간극(spacing)으로 있는 봉지 소재는 수지 블리드(bleed) 문제를 야기할 수 있었다. 그 결과, 오염이 발생하여 솔더 볼과 그 위에 부착되어 있는 패키지 시스템의 상호연결부 사이의 Z-상호연결부(수직 상호연결부로도 알려져 있음)에 영향을 미칠 수 있었다. 삭마 툴(402)을 사용하여, 노출면 상의 봉지재(116)가 없도록 노출면(412)을 노출시키면서 제거부(406)가 삭마되어, 신뢰성이 향상된다.
도 5를 참조하면, 도 5에는 적층 패키지 시스템(502)이 부착되어 있는, 도 4의 구조물의 일부분의 상세도가 도시되어 있다. 적층 패키지 시스템(502)은 반도체 패키지, 부품 또는 칩을 포함하는 외부 시스템이다.
적층 패키지 시스템(502)은 적층 상호연결부(504), 보다 상세하게는 전도성 볼, 전도성 범프 또는 전도성 커넥터를 포함할 수 있다. 적층 상호연결부(504)는 솔더, 금속 합금 또는 전도성 재료로 형성될 수 있다.
적층 패키지 시스템(502)은 집적 회로 패키지 시스템(100)의 위쪽에 장착될 수 있다. 적층 상호연결부(504)는 라운드형 상호연결부(114) 위에 장착되고, 부착될 수 있다.
전도성 연결부로 정의되는 적층 조인트(506)가 집적 회로 패키지 시스템(100)과 적층 패키지 시스템(502) 사이에 형성될 수 있다. 라운드형 상호연결부(114)가 개구부(218) 내에서 적층 상호연결부(504)에 연결된 상태로, 적층 조인트(506)가 집적 회로 패키지 시스템(100)과 적층 패키지 시스템(502)에 부착될 수 있다. 설명을 목적으로, 적층 조인트(506)는 라운드형 상호연결부(114)와 그 라운드형 상호연결부(114) 상에 실장되어 있는 적층 상호연결부(504)의 리플로우 공정 후에 형성된 것으로 도시되어 있다.
잔류부(408)는 상단 표면(220)과 둔각을 형성하고 있는 개구부 측벽(410)을 구비할 수 있다. 상기 개구부 측벽(410)에 의해 둘러싸여 있는 개구부(218)는 홀 크기(508)를 구비할 수 있다. 상기 홀 크기(508)는 개구부 측벽(410)이 상단 표면(220)에서부터 잔류부(408)의 하단부를 향해 연장할수록 감소한다. 홀 크기(508)는 제조 결함이 발생하지 않으면서 제조하는 데에 필요로 하는 적층 조인트(506)의 공간(spacing)에 기초하여 결정될 수 있다.
예를 들면, 제조 결함은 솔더링 공정과 관련될 수 있다. 또한, 일례로 제조 결함은 눈사람 결함(snowman defect)일 수 있다. 눈사람 결함이란 그 명칭이 암시하는 바와 같이, 윤곽이 눈사람을 닮은 전도성 조인트 구조이다.
다시 말하면, 눈사람 결함은 하단 전도성 부분, 상단 전도성 부분 및 상기 하단 전도성 부분과 상기 상단 전도성 부분을 연결하는 부분으로 정의되는 좁은 전도성 부분(510)으로 된 구조일 수 있다. 좁은 전도성 부분(510)은 견고한 물리적 연결부를 제공하기에는 기계적 강도가 부족하다.
눈사람 결함은 또한 눈사람 파괴(failure), 눈사람 솔더 조인트 도는 필로우 결함 내의 헤드로도 알려져 있다. 점선으로 도시되어 있는 바와 같은 눈사람 결함은 패키지 봉지를 형성하기 위해 솔더 볼 상에 실장되어 있는 몰드 체이스 어셈블리를 구비하는 종래의 봉지 방식에서도 발생할 수 있다.
적층 조인트(506)는 물리적 충격을 견딜 수 있는 기계적 강도의 강력한 구조로 형성될 수 있다. 적층 조인트(506)는 눈사람 결함의 좁은 전도성 부분(510)보다 넓은 구조일 수 있다. 넓은 구조로 됨에 따라, 적층 조인트(506)는 개구부 측벽(410)과 접촉하고 있는 저부(512)를 구비할 수 있다. 저부(512)는 캐리어 패드(302)에 연결될 수 있다.
본 발명의 집적 회로 패키지 시스템(100)의 신뢰성이 추가로 개선된다는 것을 알 수 있었다. 눈사람 결함이 제거됨에 따라 눈사람 결함에서의 좁은 전도성 부분(510)보다 넓은 구조의 적층 조인트(506)가 형성되어 신뢰성이 추가로 개선된다.
도 6을 참조하면, 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시형태인 집적 회로 패키지 시스템(100)의 제조 방법(600)에 관한 흐름도가 도시되어 있다. 상기 제조 방법(600)은, 블록(602)에서, 집적 회로가 부착되어 있는 패키지 캐리어 상에 라운드형 상호연결부를 형성하는 단계; 블록(604)에서, 돌출부를 구비하는 몰드 체이스를 라운드형 상호연결부 위에 위치시키는 단계; 블록(606)에서, 상기 돌출부 아래에 리세스를 구비하는 봉지재를 패키지 캐리어 위에 형성하는 단계; 블록(608)에서, 상기 봉지재가 노출되도록 몰드 체이스를 제거하는 단계; 블록(610)에서, 라운드형 상호연결부를 노출시키기 위해 상기 리세스 아래의 봉지재를 제거하는 단계를 포함한다.

Claims (10)

  1. 집적 회로 패키지 시스템을 제조하는 방법으로,
    집적 회로가 부착되어 있는 패키지 캐리어 상에 라운드형 상호연결부를 형성하는 단계와;
    돌출부를 구비하는 몰드 체이스를 라운드형 상호연결부 위에 위치시키는 단계와;
    상기 패키지 캐리어, 상기 집적 회로 및 상기 라운드형 상호연결부 상에 직접적으로 봉지재를 형성하는 단계 - 상기 봉지재는 상기 돌출부 아래에 리세스를 구비하며 - 와;
    상기 봉지재가 노출되도록 상기 몰드 체이스를 제거하는 단계와; 그리고
    상기 라운드형 상호연결부를 노출시키기 위해 상기 리세스 아래의 봉지재를 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 봉지재는 개구부 내에서 상기 라운드형 상호연결부의 노출면을 노출시키는 상기 개구부를 갖고, 상기 봉지재는 상기 노출면 위에 상단 표면(top surface)을 가지며, 상기 봉지재는 상기 라운드형 상호연결부의 일부 주위에 개구부 측벽을 가지고, 그리고 상기 개구부 측벽은 상기 라운드형 상호연결부와 정렬되는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 봉지재 제거 단계는 리세스 아래의 봉지재를 삭마하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템을 제조하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 라운드형 상호연결부를 형성하는 단계는 상기 패키지 캐리어로부터 멀어지는(facing away) 곡면을 갖는 상기 라운드형 상호연결부를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템을 제조하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 봉지재를 제거하는 단계는, 상기 리세스 아래의 봉지재를 제거하는 것 및 상기 상단 표면에 대해 둔각으로 상기 개구부 측벽을 형성하는 것을 포함하고, 상기 개구부는 상기 라운드형 상호연결부를 노출시키는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템을 제조하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집적 회로 패키지 시스템 위에 적층 패키지 시스템을 장착하는 단계 - 상기 적층 패키지 시스템은 상기 라운드형 상호연결부 위에 적층 상호연결부를 갖고 - 와; 그리고
    상기 적층 상호연결부 및 상기 라운드형 상호연결부로부터 적층 조인트를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적층 조인트는 상기 개구부 측벽과 접촉하는 저부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템을 제조하는 방법.
  6. 집적 회로 패키지 시스템으로,
    패키지 캐리어와;
    상기 패키지 캐리어에 부착되어 있는 집적 회로와;
    상기 패키지 캐리어 상의 라운드형 상호연결부와;
    상기 패키지 캐리어, 상기 집적 회로 및 상기 라운드형 상호연결부 상에 직접 형성되는 봉지재를 포함하고,
    상기 봉지재는 개구부 내에서 상기 라운드형 상호연결부의 노출면을 노출시키는 상기 개구부를 갖고, 상기 봉지재는 상기 노출면 위에 상단 표면을 가지며, 상기 봉지재는 상기 라운드형 상호연결부의 일부 주위에 개구부 측벽을 가지고, 그리고 상기 개구부 측벽은 상기 라운드형 상호연결부와 정렬되는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 봉지재는 상기 노출면 주위에 상기 개구부 측벽을 가지는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 라운드형 상호연결부는 상기 패키지 캐리어로부터 멀어지는 곡면을 갖는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 개구부 측벽은 상기 상단 표면과 둔각을 이루고, 상기 개구부는 상기 라운드형 상호연결부를 노출시키는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 집적 회로 패키지 시스템 위에 장착된 적층 패키지 시스템 - 상기 적층 패키지 시스템은 상기 라운드형 상호연결부 위에 적층 상호연결부를 가지며 - 과; 그리고
    상기 개구부 측벽과 접촉하는 저부를 구비하는 적층 조인트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 집적 회로 패키지 시스템.
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