KR101942918B1 - 칩 온 필름 패키지 및 이를 포함하는 장치 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칩 온 필름 패키지를 포함하는 장치 어셈블리를 제공한다. 이 장치 어셈블리는 반도체 칩을 포함하는 필름 패키지, 필름 패키지의 일 단에 연결된 패널 기판, 패널 기판 상에 배치된 표시 패널, 및 필름 패키지의 타 단에 연결된 회로 기판을 포함한다. 필름 패키지는 필름 기판, 필름 기판의 상면에 배치된 제1 배선, 및 필름 기판의 하면에 배치된 제2 배선을 포함한다.

Description

칩 온 필름 패키지 및 이를 포함하는 장치 어셈블리{Chip-on-film package and device assembly}
본 발명은 반도체 패키지 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칩 온 필름 패키지 및 이를 포함하는 장치 어셈블리에 관한 것이다.
최근 전자 제품의 소형화, 박형화 및 경량화 추세에 대응하기 위하여, 고밀도 반도체 칩 실장 기술로서, 가요성(flexible) 필름 기판을 이용한 칩 온 필름(chip on film; COF) 패키지 기술이 제안된 바 있다. 상기 COF 패키지 기술은 반도체 다이가 플립 칩 본딩 방식으로 상기 기판에 직접 본딩되고 짧은 리드에 의해 외부 회로에 접속될 수 있으며, 조밀한 배선 패턴의 형성이 가능하기 때문에 고집적 패키지 기술로서 주목을 받고 있다. 칩 온 필름 패키지는 셀룰러 폰 및 피디에이와 같은 휴대용 단말 장치, 랩탑 컴퓨터 또는 디스플레이 장치에 패널에 적용될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고신뢰성을 갖는 칩 온 필름 패키지 및 이를 포함하는 장치 어셈블리를 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 칩 온 필름 패키지는, 서로 대향되는 제 1 면과 제 2 면을 포함하는 필름 기판; 상기 제1 면 상에 배치되는 제1 배선; 상기 제2 면 상에 배치되는 제2 배선; 및 상기 필름 기판을 관통하여 배치되고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 관통 배선을 포함할 수 있다. 상기 제1 배선 또는 상기 제2 배선은 상기 필름 기판 상에 부분적으로 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 장치 어셈블리는, 반도체 칩을 포함하는 필름 패키지; 상기 필름 패키지의 일 단에 연결된 패널 기판; 상기 패널 기판 상에 배치된 표시 패널; 및 상기 필름 패키지의 타 단에 연결된 제어부를 포함하되, 상기 필름 패키지는 필름 기판, 상기 필름 기판의 상면에 배치된 제1 배선, 및 상기 필름 기판의 하면에 배치된 제2 배선을 포함할 수 있다. 상기 패널 기판은 상기 제1 배선과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 필름 패키지는 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 관통 배선을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 회로 기판 및/또는 상기 회로 기판에 연결된 컴포넌트를 포함할 수 있다. 상기 반도체 칩 및 상기 회로 기판은 상기 제1 배선 상에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반도체 칩 및 상기 회로 기판은 상기 제2 배선 상에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반도체 칩은 상기 제1 배선 상에 배치되어 전기적으로 연결되고, 상기 회로 기판은 상기 제2 배선 상에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 회로 기판과 전기적으로 연결된 컴포넌트를 더 포함할 수 있다. 상기 회로 기판과 상기 컴포넌트는 서로 다른 배선 상에 배치될 수 있다.
상기 패널 기판 및 상기 필름 기판은 가요성(flexible)을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판은 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 포함할 수 있다. 상기 표시 패널은 유기 발광 소자 또는 액정 소자를 포함할 수 있다. 상기 표시 패널 상에 터치 패널 및 상기 터치 패널의 일 단에 연결된 터치 패널 구동부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 제1 또는 제2 배선들 상에 배치되어 전기적으로 연결되는 컴포넌트를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 칩 온 필름 패키지는 필름 기판의 상부면 및 하부면에 각각 제1 및 제2 배선들을 포함한다. 그 결과, 상기 칩 온 필름 패키지가 휘어진 상태에서, 금속으로 이루어진 제1 및 제2 배선들은 필름 기판의 탄성 복원력을 상쇄시켜 휘어진 상태를 효율적으로 유지시킬 수 있다. 상기 제1 및 제2 배선들은 상기 필름 기판보다 높은 열전도도를 가지므로, 반도체 칩에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있으며, 후속 공정 상에서 상기 반도체 칩을 이중으로 보호할 수 있어, EMI 특성이 개선될 수 있다.
본 발명의 장치 어셈블리는 상기 제1 및 제2 배선의 이중 배선(2-layer) 구조를 갖고, 상기 제1 및 제2 배선을 전기적으로 연결하는 관통 배선을 포함함으로써, 반도체 칩, 회로 기판, 및 전기 컴포넌트 등의 위치를 자유롭게 배치시킬 수 있어, 장치 어셈블리의 부피를 줄이고 집적도를 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 온 필름 패키지의 단면도들이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 어셈블리의 일 단부를 나타내는 결합 단면도들이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 칩 온 필름 패키지의 단면도들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치 어셈블리의 일 단부를 나타내는 결합 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치 어셈블리의 일 단부를 나타내는 결합 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치 어셈블리의 일 단부를 나타내는 결합 단면도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호 또는 용어를 사용하고, 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "연결되어" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 위에" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 온 필름 패키지의 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 칩 온 필름 패키지(100)는 필름 기판(101)을 포함한다. 상기 필름 기판(101)은 수지계 재료, 예를 들면, 폴리이미드 또는 폴리에스터 등으로 형성되어 가요성(flexibility)을 가질 수 있다. 상기 필름 기판(101)은 서로 마주보는 제1 면(101a)과 제2 면(101b)을 포함한다. 상기 칩 온 필름 패키지(100)는 상기 제1 면(101a) 상에 배치된 제1 배선(102) 및 상기 제2 면(101b) 상에 배치된 제2 배선(103)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 배선들(102, 103)은 도전성을 갖는 금속 물질을 포함할 수 있으며, 일례로 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 자세하게 도시하지는 않았지만, 상기 제1 및 제2 배선들(102, 103)에는 입출력 단자들이 배치될 수 있으며, 상기 입출력 단자들 외의 상기 제1 및 제2 배선들(102, 103)은 절연막으로 덮여 보호될 수 있다.
상기 제1 배선(102) 상에 반도체 칩(105)이 배치된다. 상기 칩 온 필름 패키지(100)에 포함되는 상기 반도체 칩(105)은 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 IC 및/또는 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동 IC에 대응될 수 있다. 일례로, 상기 반도체 칩(105)은 상기 필름 기판(101) 상에 TAB(Tab auctomated bonding) 법에 의해 플립 칩 본딩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 배선(103)은 상기 필름 기판(101)의 상기 제2 면(101b)의 전면을 덮도록 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제2 배선(103)은 상기 제2 면(101b)에 부분적으로 배치될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 상기 칩 온 필름 패키지(100)는 상기 필름 기판(101)이 가요성을 가짐에 따라 원하는 형태로 휘어질(bending) 수 있다. 이 때, 상기 필름 기판(101)의 상기 제1 및 제2 면들(101a, 101b)에 배치된 상기 제1 및 제2 배선들(102, 103)은 금속 물질로 형성되므로, 상기 필름 기판(101)을 따라 원하는 형태로 휘어질 수 있다. 이와 같이 상기 칩 온 필름 패키지(100)가 원하는 형태로 휘어질 수 있어, 이후에 설명되는 상기 칩 온 필름 패키지(100)를 포함하는 장치 어셈블리에서, 회로 기판과 표시 패널을 효율적으로 전기적 연결시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 칩 온 필름 패키지(100)는 필름 기판(101)의 제1 면(101a) 및 제2 면(101b)에 각각 제1 및 제2 배선들(102, 103)을 포함한다. 즉, 상기 반도체 칩(105)이 배치되는 상기 제1 면(101a) 상에 상기 제1 배선(102)이 배치될 뿐 아니라, 상기 반도체 칩(105)이 배치되지 않는 상기 제2 면(101b) 상에 상기 제2 배선(103)이 배치된다. 그 결과, 상기 칩 온 필름 패키지(100)가 휘어진 상태에서, 상기 제2 면(101b)에 배치된 상기 제2 배선(103)이 갖는 금속의 물리적 소성 변형이 필름 기판(101)의 탄성 복원력을 상쇄시켜 휘어진 상태를 효율적으로 유지시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2 배선들(102, 103)은 상기 필름 기판(101)보다 높은 열전도도를 가지므로, 상기 반도체 칩(105)에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있다. 이에 더하여, 상기 반도체 칩(105)이 배치된 상기 제1 면(101a)의 반대면인 상기 제2 면(101b)에 형성된 상기 제2 배선(103)으로 인해, 후속 공정 상에서 상기 반도체 칩(105)을 이중으로 보호할 수 있어, 상기 반도체 칩(105)의 전자기 방해(electromagnetic interference; EMI) 특성이 개선될 수 있다.
일반적인 기술에 따르면, 상기 칩 온 필름 패키지(100)는 필름 기판(101)의 제1 면에 금속 배선이 배치된 단일 배선(1-layer) 구조를 가지므로, 상기 반도체 칩(105)은 금속 배선이 배치된 상기 제1 면(101a)에만 형성될 수 있다. 본 발명의 칩 온 필름 패키지(100)는 상기 필름 기판(101)의 제1 면 및 제2 면들(101a, 101b)에 금속 배선들이 배치된 이중 배선(2-layer) 구조를 가지므로, 상기 반도체 칩(105) 및 이후에 설명되는 회로 기판 등의 위치를 자유롭게 배치시킬 수 있다. 이를 이하에서 보다 자세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 어셈블리의 일 단부를 나타내는 결합 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 장치 어셈블리(200)는 하부 프레임(60) 상에 배치되는 칩 온 필름 패키지(100), 패널 기판(25), 및 회로 기판(50)을 포함할 수 있다. 상기 장치 어셈블리(200)는 디스플레이 장치 어셈블리일 수 있다. 상기 칩 온 필름 패키지(100)는 도 1 및 도 2에서 설명된 칩 온 필름 패키지(100)일 수 있다.
상기 하부 프레임(60)은 상기 칩 온 필름 패키지(100) 및 상기 회로 기판(50)의 외곽을 감싸며 표시 패널(30)을 고정하는 기능을 수행한다. 상기 패널 기판(25)은 glass일 수 있으며, 이와는 달리 가요성을 갖는 수지계 재료, 예를 들어 폴리이미드 또는 폴리에스터 등의 물질을 포함할 수 있다. 상기 패널 기판(25)이 가요성을 갖는 물질로 형성되는 경우, 상기 장치 어셈블리(200)는 플렉서블 디스플레이(flexible display)로 구현될 수 있다.
상기 회로 기판(50)은 인쇄 회로 기판, 예를 들어 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board; FPC)일 수 있다. 상기 회로 기판(50)은 외부로부터 각종 신호를 입력받아 상기 칩 온 필름 패키지(100) 내의 반도체 칩(105)를 구동시키는 각종 제어 신호를 출력하고, 상기 반도체 칩(105)은 각종 제어 신호에 응답하여 상기 표시 패널(30)을 구동하는 구동 신호를 출력하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 표시 패널(30)은 상기 반도체 칩(105)으로부터 입력된 구동 신호에 응답하여 영상을 표시할 수 있다. 상기 회로 기판(50)에는 각 신호에 따라 전기적 기능을 수행하는 전기 컴포넌트(55)가 연결될 수 있다. 상기 회로 기판(50) 및 상기 컴포넌트(55)는 상기 장치 어셈블리의 제어부로 기능할 수 있다.
상기 패널 기판(25) 상에 화상을 표시하는 상기 표시 패널(30)이 배치될 수 있다. 상기 표시 패널(30)은 유기 발광 패널 또는 액정 패널일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로, 상기 표시 패널(30)은 유기 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다. 상기 유기 발광 소자는 전기 루미네선스(EL; Electro Luminescence)을 제공할 수 있는 발광 재료를 포함할 수 있다. 상기 유기 발광 소자는 수동 매트릭스(passive-matrix) 또는 능동 매트릭스(active-matrix)형 유기 발광 소자일 수 있다.
다른 예로, 상기 표시 패널(30)이 액정 패널인 경우, 도시하지 않았으나, 상기 표시 패널(30)은 서로 대향되는 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판을 포함할 수 있으며, 이들 사이에 액정이 주입되어 스위칭 소자로서 매트릭스 형태로 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시할 수 있다. 이 경우, 상기 표시 패널(30)에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리가 더 배치될 수 있다.
상기 표시 패널(30) 상에 터치 패널(35) 및 보호막(40)이 더 포함될 수 있다. 도시하지 않았으나, 상기 터치 패널(35)은 하나 이상의 터치 감지 소자들을 포함할 수 있고, 상기 터치 감지 소자들은 복수의 터치 구동 전극들과 도전성 매트릭스를 포함할 수 있다. 상기 터치 패널(35)의 일 단에는 터치 구동부(36, 37)가 배치될 수 있다. 상기 터치 구동부(36, 37)는 터치 패널을 제어하는 터치 패널 반도체 칩(37) 및 상기 터치 패널 반도체 칩(37)과 상기 터치 패널을 연결하는 터치 패널 연결부(36)를 포함할 수 있다. 상기 터치 패널(35) 및 상기 보호막(40)은 다른 예에서 생략될 수 있다.
상기 회로 기판(50) 및 상기 패널 기판(25) 사이에는 보호 필름(20)이 더 개재될 수 있으며, 상기 보호 필름(20)과 상기 칩 온 필름 패키지(100) 사이에는 상기 반도체 칩(105)을 보호하는 접착 보호막(15)이 더 개재될 수 있으나, 다른 예에서 상기 접착 보호막(15) 및 상기 보호 필름(20)은 생략 가능하다.
상기 패널 기판(25) 및 상기 회로 기판(50)은 상기 칩 온 필름 패키지(100)의 양 단과 각각 전기적으로 연결된다. 일례로, 상기 패널 기판(25)은 상기 칩 온 패키지(100)의 제1 배선(102)의 일 단과 전기적으로 연결되고, 상기 회로 기판(50)은 상기 제1 배선(102)의 타 단과 전기적으로 연결된다. 이로써, 상기 칩 온 패키지(100)의 상기 제1 배선(102)은 상기 회로 기판(50), 반도체 칩(105), 및 상기 패널 기판(25)을 전기적으로 연결하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 회로 기판(50), 상기 칩 온 필름 패키지(100), 및 상기 패널 기판(25)은 디스플레이 장치의 구동부로서 기능할 수 있다.
상기 칩 온 필름 패키지(100)에 포함되는 상기 반도체 칩(105)은 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 IC 및/또는 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동 IC에 대응될 수 있다. 상기 칩 온 필름 패키지(100)는 테이프 케리어 패키지(Tape carrier package, TCP) 본딩 공정을 통해 상기 회로 기판(50)과 상기 표시 패널(30) 사이에서 연결될 수 있다. 상기 반도체 칩(105)은 상기 제1 배선(102)을 통해 상기 회로 기판(50)으로부터 공급받은 신호를 인가받고, 게이트 구동신호 및/또는 데이터 구동신호를 발생하여 게이트 라인 및/또는 데이터 라인에 공급하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 장치 어셈블리(200)는 상기 칩 온 필름 패키지(100)가 휘어진 상태로 상기 패널 기판(25) 및 상기 회로 기판(50)을 전기적으로 연결하는 구조를 제공한다. 이 때, 상기 칩 온 필름 패키지(100)는 필름 기판(101) 자체의 탄성 복원력에 의해 휘어진 상태를 유지하지 못하여 구조가 변형되거나, 상기 패널 기판(25) 및 상기 회로 기판(50)과 연결된 부분이 이탈하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 실시예에 따른 칩 온 필름 패키지(100)는 상기 제1 및 제2 배선들(102, 103)을 포함하는 이중 배선 구조를 제공함으로써, 금속을 포함하는 상기 제1 및 제2 배선들(102, 103)의 물리적 소성 변형이 필름 기판(101)의 탄성 복원력을 상쇄시켜 휘어진 상태를 효율적으로 유지시킬 수 있다.
상기 장치 어셈블리(200)를 구동하면, 상기 반도체 칩(105)의 온도가 상승할 수 있다. 상기 제1 및 제2 배선들(102, 103)은 금속 물질을 포함함에 따라, 상기 필름 기판(101)보다 높은 열전도도를 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 상기 칩 온 필름 패키지(100)는 상기 반도체 칩(105)이 형성된 상기 제1 면(101a)의 반대면인 상기 제2 면(101b)에 상기 제2 배선(103)이 배치됨으로써, 상기 반도체 칩(105)에서 발생되는 열을 상기 하부 프레임(60) 쪽으로 효율적으로 방출시킬 수 있다. 이에 더하여, 상기 반도체 칩(105)이 배치된 이면에 형성된 상기 제2 배선(103)으로 인해, 상기 반도체 칩(105)을 보호할 수 있어, EMI 특성이 개선될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 장치 어셈블리(200)는 상기 회로 기판(도 3의 50)이 생략될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 배선(102) 상에 인쇄 회로를 형성하고, 인쇄 회로가 형성된 영역에 상기 컴포넌트(55)를 배치할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판을 생략함으로써, 상기 장치 어셈블리(200)의 부피를 더 감소시켜 집적도를 증가시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 칩 온 필름 패키지 및 이를 포함하는 장치 어셈블리를 설명한다. 도 1 내지 도 4에서 설명된 부분과 동일한 구성 요소는 동일 부호로 나타내며, 중복된 내용을 생략하고 각 실시예들의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 칩 온 필름 패키지의 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 칩 온 필름 패키지(110)는 필름 기판(111), 상기 필름 기판(111)의 제1 면(111a)에 배치된 제1 배선(112) 및 상기 제1 면(111b)의 반대면인 제2 면(111b)에 배치된 제2 배선(113)을 포함한다. 상기 필름 기판(111) 및 상기 제1 및 제2 배선들(112, 113)의 재료는 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같다.
상기 칩 온 필름 패키지(110)는 상기 필름 기판(111)을 관통하는 관통 배선(114)을 포함한다. 상기 관통 배선(114)은 상기 필름 기판(111)을 관통하는 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀을 채움으로써 형성될 수 있다. 상기 관통 배선(114)은 도전성을 갖는 금속 물질을 포함할 수 있으며, 일례로 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 관통 배선(114)은 상기 제1 및 제2 배선들(112, 113)과 같은 물질로 형성될 수 있다.
상기 관통 배선(114)의 양 단은 상기 제1 및 제2 배선들(112, 113)과 접하도록 배치되어, 상기 제1 및 제2 배선들(112, 113)을 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다. 도 5에서는 하나의 상기 관통 배선(114)을 도시하였으나, 이와는 달리 상기 관통 배선(114)이 복수개로 배치될 수도 있다. 상기 제1 및 제2 배선들(112, 113)은 상기 필름 기판(111)의 상기 제1 및 제2 면들(111a, 111b)의 전면을 덮도록 배치될 수 있으며, 이와는 달리 도 5에 도시된 것처럼 부분적으로 배치될 수도 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 칩 온 필름 패키지(110)는 상기 제2 배선(113) 상에 배치된 반도체 칩(105)을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 칩 온 필름 패키지(110)는 상기 필름 기판(111)이 가요성을 가짐에 따라 원하는 형태로 휘어질 수 있다. 이 때, 상기 필름 기판(111)의 상기 제1 및 제2 면들(111a, 111b)에 배치된 상기 제1 및 제2 배선들(112, 113)은 금속 물질을 포함하므로, 상기 필름 기판(111)를 따라 원하는 형태로 휘어질 수 있다.
본 실시예의 칩 온 필름 패키지(110)는 상기 필름 기판(111)의 제1 면 및 제2 면들(111a, 111b)에 금속 배선들이 배치된 이중 배선(2-layer) 구조를 가지므로, 상기 반도체 칩(105)의 위치를 자유롭게 배치시킬 수 있다. 일례로, 상기 칩 온 필름 패키지(110)는 상기 필름 기판의 제2 면(111b)에 배치된 상기 제2 배선(113) 상에 상기 반도체 칩(105)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 반도체 칩(105)은 상기 제2 배선(103)과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 배선(113)은 상기 관통 배선(114)과 전기적으로 연결되며, 상기 관통 배선(114)은 상기 제1 배선(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이로써, 상기 반도체 칩(105)은 상기 필름 기판(111)의 상기 제2 면(111b), 즉 상기 필름 기판(111)의 하부면에 배치되어도, 이후에 설명되는 패널 기판과 전기적으로 연결될 수 있는 구조를 제공한다. 이를 이하의 장치 어셈블리에서 보다 자세히 설명한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치 어셈블리의 일 단부를 나타내는 결합 단면도들이다. 본 실시예에서는 이후에 설명되는 반도체 칩과 회로 기판이 칩 온 패키지의 하부면에 배치되는 구조를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 장치 어셈블리(200)는 하부 프레임(60) 상에 배치되는 칩 온 필름 패키지(110), 패널 기판(25), 및 회로 기판(50)을 포함할 수 있다. 상기 장치 어셈블리(200)는 디스플레이 장치 어셈블리일 수 있다. 상기 칩 온 필름 패키지(110)는 도 5 및 도 6에서 설명된 칩 온 필름 패키지(110)일 수 있다.
상기 패널 기판(25) 및 상기 회로 기판(50)은 상기 칩 온 필름 패키지(110)의 양 단에서 각각 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서는, 상기 패널 기판(25)은 상기 칩 온 패키지(110)의 제1 배선(112)의 일 단과 전기적으로 연결되고, 상기 회로 기판(50)은 상기 칩 온 패키지(100)의 상기 제2 배선(113)의 일 단과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 제2 배선(113)을 통해 상기 회로 기판(50) 및 상기 반도체 칩(105)이 전기적으로 연결되고, 상기 패널 기판(25)은 상기 제1 배선(112)을 통해 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2 배선들(112, 113)은 상기 관통 배선(114)을 통해 서로 연결됨으로써 상기 회로 기판(50), 상기 반도체 칩(105), 및 상기 패널 기판(25)이 서로 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 장치 어셈블리(200)는, 상기 칩 온 필름 패키지(110)가 상기 제1 및 제2 배선들(112,113)을 포함하고, 상기 관통 배선(114)이 상기 제1 및 제2 배선들(112, 113)을 서로 전기적으로 연결함에 따라, 상기 반도체 칩(105) 및 상기 회로 기판(50)이 상기 칩 온 패키지(110)의 하부면인 제2 면(110b)에 배치되도록 구성할 수 있다. 그 결과, 상기 반도체 칩(105)에서 발생하는 열에 의한 열화를 최소화할 수 있으며, 상기 장치 어셈블리(200)의 집적도를 증가시킬 수 있다.
상기 칩 온 패키지(110)와 하부 프레임(60) 사이에 상기 반도체 칩(105)을 보호하는 접착 보호막(15)이 개재될 수 있으며, 상기 칩 온 패키지(110)와 상기 패널 기판(25) 사이에 보호 필름(20)이 개재될 수 있다. 상기 접착 보호막(15) 및 상기 보호 필름(20)은 다른 예에서 생략될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 장치 어셈블리(200)는 상기 인쇄 회로 기판(도 7의 50)이 생략될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 배선(113) 상에 인쇄 회로를 형성하고, 인쇄 회로가 형성된 영역에 상기 컴포넌트(55)를 배치할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판을 생략함으로써, 상기 장치 어셈블리(200)의 부피를 더 감소시켜 집적도를 증가시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치 어셈블리의 일 단부를 나타내는 결합 단면도이다. 본 실시예에서는, 반도체 칩은 칩 온 패키지의 상부면에 배치되고, 회로 기판은 칩 온 패키지의 하부면에 배치되는 구조를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 장치 어셈블리(200)는 하부 프레임(60) 상에 배치되는 칩 온 필름 패키지(120), 패널 기판(25) 및 회로 기판(50)을 포함할 수 있다. 상기 칩 온 필름 패키지(120)는 필름 기판(121)의 제1 면(121a)에 배치된 제1 배선(122) 및 상기 제1 면(121a)에 대향하는 제2 면(121b)에 배치된 제2 배선(123)을 포함한다. 관통 배선(124)은 상기 필름 기판(121)을 관통하여 상기 제1 및 제2 배선들(122, 123)과 전기적으로 연결되어 배치된다.
상기 제1 배선(122) 상에 반도체 칩(105)이 배치될 수 있다. 상기 패널 기판(25) 및 상기 반도체 칩(105)은 상기 제1 배선(122)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 회로 기판(50)은 상기 제2 배선(123)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 관통 배선(124)은 상기 반도체 칩(105)과 상기 회로 기판(50) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 배선들(122, 123)은 상기 관통 배선(124)을 통해 서로 연결됨으로써, 상기 회로 기판(50), 상기 반도체 칩(105), 및 상기 패널 기판(25)이 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 상기 반도체 칩(105)과 상기 회로 기판(50)의 사이에 상기 관통 배선(124)이 형성됨으로써, 상기 반도체 칩(105)은 상기 칩 온 패키지(120)의 상부면인 상기 제1 면(121a)에 배치되고, 상기 회로 기판(50)은 상기 칩 온 패키지(120)의 하부면인 상기 제2 면(121b)에 배치되도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 상기 회로 기판(50)은 생략될 수 있으며, 이 경우 상기 제2 배선(123)에 인쇄 회로를 형성하여 컴포넌트(55)가 배치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치 어셈블리의 일 단부를 나타내는 결합 단면도이다. 본 실시예에서는, 반도체 칩 및 회로 기판은 칩 온 패키지의 상부면에 배치되고, 전기 컴포넌트는 칩 온 패키지의 하부면에 배치되는 구조를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 장치 어셈블리(200)는 하부 프레임(60) 상에 배치되는 칩 온 필름 패키지(130), 패널 기판(25) 및 회로 기판(50)을 포함할 수 있다. 상기 칩 온 필름 패키지(130)는 필름 기판(131)의 제1 면(131a)에 배치된 제1 배선(132) 및 상기 제1 면(131a)에 대향하는 제2 면(131b)에 배치된 제2 배선(133)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 배선들(132, 133)은 상기 필름 기판(131)의 전면에 형성될 수 있다. 관통 배선(134)은 상기 필름 기판(131)을 관통하여 상기 제1 및 제2 배선들(132, 133)과 전기적으로 연결되어 배치된다. 상기 관통 배선(134)은 상기 반도체 칩(105) 및 상기 회로 기판(50) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 배선(132) 상에 반도체 칩(105) 및 상기 회로 기판(50)이 배치될 수 있다. 상기 패널 기판(25), 상기 반도체 칩(105), 및 상기 회로 기판(50)은 상기 제1 배선(132)을 통해 전기적으로 연결될 수 있으며, 컴포넌트(55)는 상기 제2 배선(133)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2 배선들(132, 133)은 상기 관통 배선(134)을 통해 서로 연결됨으로써, 상기 컴포넌트(55) 및 상기 회로 기판(50)이 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1 내지 10을 참조하여 살펴본 본 발명에 따른 상기 칩 온 필름 패키지는 필름 기판의 상부면 및 하부면에 각각 제1 및 제2 배선들을 포함한다. 그 결과, 상기 칩 온 필름 패키지가 휘어진 상태에서, 금속으로 이루어진 제1 및 제2 배선들은 필름 기판의 탄성 복원력을 상쇄시켜 휘어진 상태를 효율적으로 유지시킬 수 있다. 상기 제1 및 제2 배선들은 상기 필름 기판보다 높은 열전도도를 가지므로, 반도체 칩에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있으며, 후속 공정 상에서 상기 반도체 칩을 이중으로 보호할 수 있어, EMI 특성이 개선될 수 있다.
본 발명의 칩 온 필름 패키지는 상기 제1 및 제2 배선의 이중 배선(2-layer) 구조를 가지고, 관통 배선을 통해 상기 제1 및 제2 배선을 전기적으로 연결함으로써, 이를 포함하는 본 발명의 장치 어셈블리는 반도체 칩, 회로 기판, 및 전기 컴포넌트 등의 위치를 자유롭게 배치시킬 수 있어, 상기 장치 어셈블리의 부피를 줄이고 집적도를 향상시킬 수 있다.
상기 칩 온 필름 패키지는 유기 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 액정 패널 디스플레이 장치에 적용될 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma display pannel) 장치에도 적용될 수 있으며, 셀룰러 폰 및 피디에이와 같은 휴대용 단말 장치, 랩탑 컴퓨터 등 표시 장치를 이용하는 모든 전자 장치에 적용될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 서로 대향하는 제 1 면 및 제 2 면을 갖는 필름 기판; 상기 제 1 면 상에 배치되며, 상기 필름 기판의 일 끝단에 위치하는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분과 이격되어 상기 필름 기판의 일부를 노출시키는 제 2 부분을 포함하는 제 1 배선; 상기 제2 면 상에 배치되는 제2 배선; 및 반도체 칩을 포함하는 필름 패키지;
    상기 필름 패키지에 연결된 패널 기판; 및
    상기 패널 기판 상에 배치된 표시 패널을 포함하되,
    상기 제 1 배선의 상기 제 1 부분은 상기 패널 기판의 상면과 인접하고, 상기 제 1 배선의 상기 제 2 부분은 상기 패널 기판의 바닥면과 인접하는 장치 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널 기판은 상기 제1 배선과 전기적으로 연결된 장치 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 패키지는 상기 필름 기판을 관통하여 상기 제1 배선의 상기 제 1 부분과 상기 제2 배선을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 관통 배선을 포함하는 장치 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 칩은 상기 제1 배선 상에 배치되어 전기적으로 연결된 장치 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 칩은 상기 제2 배선 상에 배치되어 전기적으로 연결된 장치 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 패키지의 타 단에 연결된 제어부를 더 포함하되, 상기 반도체 칩과 상기 제어부는 상기 제 1 배선 상에 배치되어 전기적으로 서로 연결된 장치 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 패키지의 타 단에 연결된 제어부를 더 포함하되,
    상기 제어부는 회로 기판 및 상기 회로 기판과 전기적으로 연결된 컴포넌트를 포함하되,
    상기 회로 기판은 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 포함하는 장치 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 회로 기판과 상기 컴포넌트는 서로 다른 배선 상에 배치된 장치 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널 기판 및 상기 필름 기판 중 적어도 어느 하나는 가요성(flexible)을 갖는 물질을 포함하는 장치 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 패키지의 타 단에 연결된 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 제1 또는 제2 배선들 상에 배치되어 전기적으로 연결되는 컴포넌트를 포함하는 장치 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 유기 발광 소자 또는 액정 소자를 포함하는 장치 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널 상에 터치 패널 및 상기 터치 패널의 일 단에 연결된 터치 패널 구동부를 더 포함하는 장치 어셈블리.
  13. 서로 대향되는 제 1 면과 제 2 면을 포함하는 필름 기판;
    상기 제1 면 상에 배치되는 제1 배선으로서, 상기 제 1 배선은 상기 필름 기판의 일 끝단에 위치하는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분과 이격되어 상기 필름 기판의 일부를 노출시키는 제 2 부분을 포함하는 것;
    상기 제2 면 상에 배치되는 제2 배선;
    상기 필름 기판을 관통하여 상기 제 1 배선의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 배선을 연결하는 관통 배선;
    상기 제2 면 상에 배치된 반도체 칩;
    상기 필름 기판의 상기 제 1 면 상에 배치되며, 상기 제 1 배선의 상기 제 1 부분과 연결되는 패널 기판; 및
    상기 패널 기판 상의 디스플레이 패널을 포함하되,
    상기 제 1 배선의 상기 제 1 부분은 상기 패널 기판 상에 위치하고, 상기 제 1 배선의 및 상기 제 2 부분은 상기 패널 기판 아래에 위치하는 장치 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 반도체 칩은 상기 제 2 배선과 전기적으로 연결되는 장치 어셈블리.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 필름 기판의 상기 제 2 면 상에 배치되고, 상기 필름 기판의 타 단에 연결된 제어부를 더 포함하되,
    상기 반도체 칩과 상기 제어부는 상기 제 2 배선을 통해 전기적으로 서로 연결된 장치 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는 회로 기판 및 상기 회로 기판과 전기적으로 연결된 컴포넌트를 포함하되,
    상기 회로 기판은 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 포함하는 장치 어셈블리.


KR1020120047000A 2012-05-03 2012-05-03 칩 온 필름 패키지 및 이를 포함하는 장치 어셈블리 KR101942918B1 (ko)

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