KR101994748B1 - 팬-아웃 반도체 패키지 - Google Patents

팬-아웃 반도체 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR101994748B1
KR101994748B1 KR1020160117476A KR20160117476A KR101994748B1 KR 101994748 B1 KR101994748 B1 KR 101994748B1 KR 1020160117476 A KR1020160117476 A KR 1020160117476A KR 20160117476 A KR20160117476 A KR 20160117476A KR 101994748 B1 KR101994748 B1 KR 101994748B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor chip
layer
disposed
connection
fan
Prior art date
Application number
KR1020160117476A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180029483A (ko
Inventor
박대현
조은정
정승원
김한
한미자
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020160117476A priority Critical patent/KR101994748B1/ko
Priority to US15/437,766 priority patent/US10157886B2/en
Priority to TW106105819A priority patent/TWI651823B/zh
Priority to TW107144666A priority patent/TWI729332B/zh
Publication of KR20180029483A publication Critical patent/KR20180029483A/ko
Priority to US15/951,571 priority patent/US10304807B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101994748B1 publication Critical patent/KR101994748B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L25/04—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 not having separate containers
    • H01L25/065—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 not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L25/0657—Stacked arrangements of devices
    • 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
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3114—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed the device being a chip scale package, e.g. CSP
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3157—Partial encapsulation or coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816—Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822—Multilayer substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5389—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates the chips being integrally enclosed by the interconnect and support structures
    • 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
    • H01L24/01—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
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • 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
    • H01L24/01—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
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/07—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process
    • H01L24/09—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process of a plurality of bonding areas
    • 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
    • H01L24/01—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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • 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
    • H01L24/01—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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • 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
    • 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023—Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • H01L2224/0237—Disposition of the redistribution layers
    • H01L2224/02372—Disposition of the redistribution layers connecting to a via connection in the semiconductor or solid-state body
    • 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023—Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • H01L2224/0237—Disposition of the redistribution layers
    • H01L2224/02373—Layout of the redistribution layers
    • 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023—Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • H01L2224/0237—Disposition of the redistribution layers
    • H01L2224/02379—Fan-out arrangement
    • 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04105—Bonding areas formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bonding areas on chip-scale packages
    • 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
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/12105—Bump connectors formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bumps on chip-scale packages
    • 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
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/73251—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
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06506—Wire or wire-like electrical connections between devices
    • 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
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/0651—Wire or wire-like electrical connections from device to substrate
    • 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
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06517—Bump or bump-like direct electrical connections from device to substrate
    • 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
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06548—Conductive via connections through the substrate, container, or encapsulation
    • 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
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06582—Housing for the assembly, e.g. chip scale package [CSP]
    • 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
    • H01L24/01—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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 개시는 관통홀을 갖는 제1연결부재, 제1연결부재의 관통홀에 배치되며 접속패드가 배치된 활성면 및 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 제1반도체칩, 제1연결부재 및 제1반도체칩의 비활성면의 적어도 일부를 봉합하는 제1봉합재, 제1연결부재 및 제1반도체칩의 활성면 상에 배치된 제2연결부재, 제1봉합재 상에 배치되며 접속패드가 배치된 활성면을 갖는 제2반도체칩, 및 제2반도체칩의 적어도 일부를 봉합하는 제2봉합재를 포함하며, 제1연결부재 및 제2연결부재는 제1반도체칩의 접속패드와 전기적으로 연결되는 재배선층을 각각 포함하며, 제2반도체칩의 접속패드는 와이어를 통하여 제1연결부재의 재배선층과 전기적으로 연결된 팬-아웃 반도체 패키지에 관한 것이다.

Description

팬-아웃 반도체 패키지{FAN-OUT SEMICONDUCTOR PACKAGE}
본 개시는 반도체 패키지, 예를 들면, 접속단자를 반도체칩이 배치된 영역 외로도 확장할 수 있는 팬-아웃 반도체 패키지에 관한 것이다.
최근 반도체칩에 관한 기술 개발의 주요한 추세 중의 하나는 부품의 크기를 축소하는 것이며, 이에 패키지 분야에서도 소형 반도체칩 등의 수요 급증에 따라 소형의 크기를 가지면서 다수의 핀을 구현하는 것이 요구되고 있다.
이에 부합하기 위하여 제안된 패키지 기술 중의 하나가 팬-아웃 패키지이다. 팬-아웃 패키지는 접속단자를 반도체칩이 배치된 영역 외로도 재배선하여, 소형의 크기를 가지면서도 다수의 핀을 구현할 수 있게 해준다.
본 개시의 여러 목적 중 하나는 다양한 기능을 동시에 수행할 수 있고, 박형화가 가능하며, 신호 손실이 적은 팬-아웃 반도체 패키지를 제공하는 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 제1반도체칩 패키지 상에 별도의 인터포저 없이 제2반도체칩을 배치하고, 와이어를 이용하여 제2반도체칩을 제1반도체칩 패키지의 연결부재의 재배선층과 연결시켜 재배선시키는 것이다.
예를 들면, 본 개시를 통하여 제안하는 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지는 관통홀을 갖는 제1연결부재, 제1연결부재의 관통홀에 배치되며 접속패드가 배치된 활성면 및 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 제1반도체칩, 제1연결부재 및 제1반도체칩의 비활성면의 적어도 일부를 봉합하는 제1봉합재, 제1연결부재 및 제1반도체칩의 활성면 상에 배치된 제2연결부재, 제1봉합재 상에 배치되며 접속패드가 배치된 활성면을 갖는 제2반도체칩, 및 제2반도체칩의 적어도 일부를 봉합하는 제2봉합재를 포함하며, 제1연결부재 및 제2연결부재는 제1반도체칩의 접속패드와 전기적으로 연결되는 재배선층을 각각 포함하며, 제2반도체칩의 접속패드는 와이어를 통하여 제1연결부재의 재배선층과 전기적으로 연결된 것일 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 일 효과로서 다양한 기능을 동시에 수행할 수 있고, 박형화가 가능하며, 신호 손실이 적은 팬-아웃 반도체 패키지를 제공할 수 있다.
도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도 3은 팬-인 반도체 패키지의 패키징 전후를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 4는 팬-인 반도체 패키지의 패키징 과정을 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 5는 팬-인 반도체 패키지가 인터포저 기판 상에 실장되어 최종적으로 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 6은 팬-인 반도체 패키지가 인터포저 기판 내에 내장되어 최종적으로 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 7은 팬-아웃 반도체 패키지의 개략적은 모습을 나타낸 단면도다.
도 8은 팬-아웃 반도체 패키지가 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 9는 팬-아웃 반도체 패키지의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 10은 팬-아웃 반도체 패키지의 다른 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 11은 팬-아웃 반도체 패키지의 다른 일례를 개략적으로 나타낸다.
도 12는 팬-아웃 반도체 패키지의 다른 일례를 개략적으로 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
전자기기
도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도면을 참조하면, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)를 수용한다. 메인보드(1010)에는 칩 관련부품(1020), 네트워크 관련부품(1030), 및 기타부품(1040) 등이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 이들은 후술하는 다른 부품과도 결합되어 다양한 신호라인(1090)을 형성한다.
칩 관련부품(1020)으로는 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 형태의 칩 관련 부품이 포함될 수 있음은 물론이다. 또한, 이들 부품(1020)이 서로 조합될 수 있음은 물론이다.
네트워크 관련부품(1030)으로는, Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다수의 무선 또는 유선 표준들이나 프로토콜들 중의 임의의 것이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크 관련부품(1030)이 칩 관련 부품(1020)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다.
기타부품(1040)으로는, 고주파 인덕터, 페라이트 인덕터, 파워 인덕터, 페라이트 비즈, LTCC(low Temperature Co-Firing Ceramics), EMI(Electro Magnetic Interference) filter, MLCC(Multi-Layer Ceramic Condenser) 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다양한 용도를 위하여 사용되는 수동부품 등이 포함될 수 있다. 또한, 기타부품(1040)이 칩 관련 부품(1020) 및/또는 네트워크 관련 부품(1030)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다.
전자기기(1000)의 종류에 따라, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 부품을 포함할 수 있다. 다른 부품의 예를 들면, 카메라(1050), 안테나(1060), 디스플레이(1070), 배터리(1080), 오디오 코덱(미도시), 비디오 코덱(미도시), 전력 증폭기(미도시), 나침반(미도시), 가속도계(미도시), 자이로스코프(미도시), 스피커(미도시), 대량 저장 장치(예컨대, 하드디스크 드라이브)(미도시), CD(compact disk)(미도시), 및 DVD(digital versatile disk)(미도시) 등이 있으며, 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 전자기기(1000)의 종류에 따라 다양한 용도를 위하여 사용되는 기타 부품 등이 포함될 수 있음은 물론이다.
전자기기(1000)는, 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 외에도 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자기기일 수 있음은 물론이다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도면을 참조하면, 반도체 패키지는 상술한 바와 같은 다양한 전자기기에 다양한 용도로써 적용된다. 예를 들면, 스마트 폰(1100)의 바디(1101) 내부에는 메인보드(1110)가 수용되어 있으며, 메인보드(1110)에는 다양한 부품(1120) 들이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 카메라(1130)와 같이 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 부품이 바디(1101) 내에 수용되어 있다. 부품(1120) 중 일부는 칩 관련부품일 수 있으며, 반도체 패키지(100)는, 예를 들면, 그 중 어플리케이션 프로세서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자기기는 반드시 스마트 폰(1100)에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 다른 전자기기일 수도 있음은 물론이다.
반도체 패키지
일반적으로 반도체칩은 수많은 미세 전기 회로가 집적되어 있으나 그 자체로는 반도체 완성품으로서의 역할을 할 수 없으며, 외부의 물리적 또는 화학적 충격에 의해 손상될 가능성이 존재한다. 그래서 반도체칩 자체를 그대로 사용하지 않고 반도체칩을 패키징하여 패키지 상태로 전자기기 등에 사용하고 있다.
반도체 패키징이 필요한 이유는, 전기적인 연결이라는 관점에서 볼 때, 반도체칩과 전자기기의 메인보드의 회로 폭에 차이가 있기 때문이다. 구체적으로, 반도체칩의 경우, 접속패드의 크기와 접속패드간의 간격이 매우 미세한 반면 전자기기에 사용되는 메인보드의 경우, 부품 실장 패드의 크기 및 부품 실장 패드의 간격이 반도체칩의 스케일보다 훨씬 크다. 따라서, 반도체칩을 이러한 메인보드 상에 바로 장착하기 어려우며 상호간의 회로 폭 차이를 완충시켜 줄 수 있는 패키징 기술이 요구되는 것이다.
이러한 패키징 기술에 의하여 제조되는 반도체 패키지는 구조 및 용도에 따라서 팬-인 반도체 패키지(Fan-in semiconductor package)와 팬-아웃 반도체 패키지(Fan-out semiconductor package)로 구분될 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 팬-인 반도체 패키지와 팬-아웃 반도체 패키지에 대하여 보다 자세히 알아보도록 한다.
(팬-인 반도체 패키지)
도 3은 팬-인 반도체 패키지의 패키징 전후를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 4는 팬-인 반도체 패키지의 패키징 과정을 개략적으로 나타낸 단면도다.
도면을 참조하면, 반도체칩(2220)은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs) 등을 포함하는 바디(2221), 바디(2221)의 일면 상에 형성된 알루미늄(Al) 등의 도전성 물질을 포함하는 접속패드(2222), 및 바디(2221)의 일면 상에 형성되며 접속패드(2222)의 적어도 일부를 덮는 산화막 또는 질화막 등의 패시베이션막(2223)을 포함하는, 예를 들면, 베어(Bare) 상태의 집적회로(IC)일 수 있다. 이때, 접속패드(2222)는 매우 작기 때문에, 집적회로(IC)는 전자기기의 메인보드 등은 물론, 중간 레벨의 인쇄회로기판(PCB)에도 실장 되기 어렵다.
이에, 접속패드(2222)를 재배선하기 위하여 반도체칩(2220) 상에 반도체칩(2220)의 사이즈에 맞춰 연결부재(2240)를 형성한다. 연결부재(2240)는 반도체칩(2220) 상에 감광성 절연수지(PID)와 같은 절연물질로 절연층(2241)을 형성하고, 접속패드(2222)를 오픈시키는 비아홀(2243h)을 형성한 후, 배선패턴 (2242) 및 비아(2243)를 형성하여 형성할 수 있다. 그 후, 연결부재(2240)를 보호하는 패시베이션층(2250)을 형성하고, 개구부(2251)를 형성한 후, 언더범프금속층(2260) 등을 형성한다. 즉, 일련의 과정을 통하여, 예를 들면, 반도체칩(2220), 연결부재(2240), 패시베이션층(2250), 및 언더범프금속층(2260)을 포함하는 팬-인 반도체 패키지(2200)가 제조된다.
이와 같이, 팬-인 반도체 패키지는 반도체칩의 접속패드, 예컨대 I/O(Input/Output) 단자를 모두 소자 안쪽에 배치시킨 패키지형태이며, 팬-인 반도체 패키지는 전기적 특성이 좋으며 저렴하게 생산할 수 있다. 따라서, 스마트폰에 들어가는 많은 소자들이 팬-인 반도체 패키지 형태로 제작되고 있으며, 구체적으로는 소형이면서도 빠른 신호 전달을 구현하는 방향으로 개발이 이루어지고 있다.
다만, 팬-인 반도체 패키지는 I/O 단자를 모두 반도체칩 안쪽에 배치해야 하는바 공간적인 제약이 많다. 따라서, 이러한 구조는 많은 수의 I/O 단자를 갖는 반도체칩이나 크기가 작은 반도체칩에 적용하는데 어려운 점이 있다. 또한, 이러한 취약점으로 인하여 전자기기의 메인보드에 팬-인 반도체 패키지가 직접 실장 되어 사용될 수 없다. 반도체칩의 I/O 단자를 재배선 공정으로 그 크기와 간격을 확대하였다 하더라도, 전자기기 메인보드에 직접 실장 될 수 있을 정도의 크기와 간격을 가지는 것은 아니기 때문이다.
도 5는 팬-인 반도체 패키지가 인터포저 기판 상에 실장되어 최종적으로 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 6은 팬-인 반도체 패키지가 인터포저 기판 내에 내장되어 최종적으로 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도면을 참조하면, 팬-인 반도체 패키지(2200)는 반도체칩(2220)의 접속패드들(2222), 즉 I/O 단자들이 인터포저 기판(2301)을 통하여 다시 한 번 재배선되며, 최종적으로는 인터포저 기판(2301) 상에 팬-인 반도체 패키지(2200)가 실장된 상태로 전자기기의 메인보드(2500)에 실장될 수 있다. 이때, 솔더볼(2270) 등은 언더필 수지(2280) 등으로 고정될 수 있으며, 외측은 몰딩재(2290) 등으로 커버될 수 있다. 또는, 팬-인 반도체 패키지(2200)는 별도의 인터포저 기판(2302) 내에 내장(Embedded) 될 수 도 있으며, 내장된 상태로 인터포저 기판(2302)에 의하여 반도체칩(2220)의 접속패드들(2222), 즉 I/O 단자들이 다시 한 번 재배선되고, 최종적으로 전자기기의 메인보드(2500)에 실장될 수 있다.
이와 같이, 팬-인 반도체 패키지는 전자기기의 메인보드에 직접 실장 되어 사용되기 어렵기 때문에, 별도의 인터포저 기판 상에 실장된 후 다시 패키징 공정을 거쳐 전자기기 메인보드에 실장되거나, 또는 인터포저 기판 내에 내장된 채로 전자기기 메인보드에 실장되어 사용되고 있다.
(팬-아웃 반도체 패키지)
도 7은 팬-아웃 반도체 패키지의 개략적은 모습을 나타낸 단면도다.
도면을 참조하면, 팬-아웃 반도체 패키지(2100)는, 예를 들면, 반도체칩(2120)의 외측이 봉합재(2130)로 보호되며, 반도체칩(2120)의 접속패드(2122)가 연결부재(2140)에 의하여 반도체칩(2120)의 바깥쪽까지 재배선된다. 이때, 연결부재(2140) 상에는 패시베이션층(2202)이 더 형성될 수 있으며, 패시베이션층(2202)의 개구부에는 언더범프금속층(2160)이 더 형성될 수 있다. 언더범프금속층(2160) 상에는 솔더볼(2170)이 더 형성될 수 있다. 반도체칩(2120)은 바디(2121), 접속패드(2122), 패시베이션막(미도시) 등을 포함하는 집적회로(IC)일 수 있다. 연결부재(2140)는 절연층(2141), 절연층(2241) 상에 형성된 재배선층(2142), 접속패드(2122)와 재배선층(2142) 등을 전기적으로 연결하는 비아(2143)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 팬-아웃 반도체 패키지는 반도체칩 상에 형성된 연결부재를 통하여 반도체칩의 바깥쪽에 까지 I/O 단자를 재배선하여 배치시킨 형태이다. 상술한 바와 같이, 팬-인 반도체 패키지는 반도체칩의 I/O 단자를 모두 반도체칩 안쪽에 배치시켜야 하고 이에 소자 사이즈가 작아지면 볼 크기와 피치를 줄여야 하므로 표준화된 볼 레이아웃을 사용할 수 없다. 반면, 팬-아웃 반도체 패키지는 이와 같이 반도체칩 상에 형성된 연결부재를 통하여 반도체칩의 바깥쪽에 까지 I/O 단자를 재배선하여 배치시킨 형태인바 반도체칩의 크기가 작아지더라도 표준화된 볼 레이아웃을 그대로 사용할 수 있는바, 후술하는 바와 같이 전자기기의 메인보드에 별도의 인터포저 기판 없이도 실장될 수 있다.
도 8은 팬-아웃 반도체 패키지가 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도면을 참조하면, 팬-아웃 반도체 패키지(2100)는 솔더볼(2170) 등을 통하여 전자기기의 메인보드(2500)에 실장될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 팬-아웃 반도체 패키지(2100)는 반도체칩(2120) 상에 반도체칩(2120)의 사이즈를 벗어나는 팬-아웃 영역까지 접속패드(2122)를 재배선할 수 있는 연결부재(2140)를 형성하기 때문에, 표준화된 볼 레이아웃을 그대로 사용할 수 있으며, 그 결과 별도의 인터포저 기판 등 없이도 전자기기의 메인보드(2500)에 실장 될 수 있다.
이와 같이, 팬-아웃 반도체 패키지는 별도의 인터포저 기판 없이도 전자기기의 메인보드에 실장 될 수 있기 때문에, 인터포저 기판을 이용하는 팬-인 반도체 패키지 대비 두께를 얇게 구현할 수 있는바 소형화 및 박형화가 가능하다. 또한, 열 특성과 전기적 특성이 우수하여 모바일 제품에 특히 적합하다. 또한, 인쇄회로기판(PCB)을 이용하는 일반적인 POP(Package on Package) 타입 보다 더 컴팩트하게 구현할 수 있고, 휨 현상 발생으로 인한 문제를 해결할 수 있다.
한편, 팬-아웃 반도체 패키지는 이와 같이 반도체칩을 전자기기의 메인보드 등에 실장하기 위하여, 그리고 외부의 충격으로부터 반도체칩을 보호하기 위한 패키지 기술을 의미하는 것으로, 이와는 스케일, 용도 등이 상이하며, 팬-인 반도체 패키지가 내장되는 인터포저 기판 등의 인쇄회로기판(PCB)과는 다른 개념이다.
이하에서는, 다양한 기능을 동시에 수행할 수 있고, 박형화가 가능하며, 신호 손실이 적은 팬-아웃 반도체 패키지에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 9는 팬-아웃 반도체 패키지의 일례를 개략적으로 나타낸다.
도면을 참조하면, 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100A)는 관통홀(110H)을 갖는 제1연결부재(110), 제1연결부재(110)의 관통홀(110H)에 배치되며 접속패드(122)가 배치된 활성면 및 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 제1반도체칩(120), 제1연결부재(110) 및 제1반도체칩(120)의 비활성면의 적어도 일부를 봉합하는 제1봉합재(130), 제1연결부재(110) 및 제1반도체칩(120)의 활성면 상에 배치된 제2연결부재(140), 제1봉합재(130) 상에 배치되며 접속패드(미도시)가 배치된 활성면을 갖는 제2반도체칩(180), 및 제2반도체칩(180)의 적어도 일부를 봉합하는 제2봉합재(190)를 포함한다. 제1연결부재(110) 및 제2연결부재(140)는 제1반도체칩(120)의 접속패드(122)와 전기적으로 연결되는 재배선층(112a, 112b / 142)을 각각 포함하며, 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)는 와이어(182)를 통하여 제1연결부재(110)의 재배선층(112a, 112b)과 전기적으로 연결된다. 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100A)는, 필요에 따라서는, 제2연결부재(140) 상에 배치된 패시베이션층(150), 패시베이션층(150)의 개구부(151) 상에 형성된 언더범프금속층(160), 및 언더범프금속층(160) 상에 형성된 접속단자(170)를 더 포함할 수 있다.
일반적으로, 프로세서와 메모리 기능을 모두 구현하는 방법으로 패키지-온-패키지(Package-on-Package: POP) 타입의 패키지가 이용되고 있다. POP 타입의 패키지는, 예를 들면, 하부 패키지로 프로세서칩을 웨이퍼 레벨 패키지 형태로 패키징하고, 상부 패키지로 인터포저 상에 메모리칩을 실장하여 패키징하고, 솔더볼을 이용하여 하부 패키지 상에 상부 패키지를 적층하는 방법으로 제조될 수 있다. 그러나, 이 경우 하부 패키지와 상부 패키지를 따로 구분하여 제작한 후 이들을 적층하여 전체 패키지를 구성하기 때문에, 패키지의 전체 두께를 줄이는데 한계가 있으며, 하부 패키지와 상부 패키지 사이의 신호 특성에서 손실이 발생할 수 있다.
반면, 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100A)는 제1반도체칩(120)의 봉합 영역에 재배선층(112a, 112b)을 갖는 제1연결부재(110)가 배치되며, 제2반도체칩(180)을 와이어(182)를 이용하여 제1연결부재(110)의 재배선층(112a, 112b)과 전기적으로 연결시킬 수 있는바, 별도의 인터포저 없이도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 충분히 재배선할 수 있다. 따라서, 전체 패키지(100A)의 두께를 최소화할 수 있다. 또한, 제1반도체칩(120) 및 제2반도체칩(180) 사이의 신호 전달 경로가 최소화되는바, 신호 손실을 최소화할 수 있다.
한편, 제1반도체칩(120)은 프로세서칩을 포함할 수 있으며, 제2반도체칩(180)은 메모리칩을 포함할 수 있다. 이와 같이, 하나의 패키지(100A)에 서로 커뮤니케이션이 필요한 프로세서와 메모리를 배치하여 전기적으로 연결시킴으로써 다양한 기능을 가지는 팬-아웃 반도체 패키지(100A)를 구현할 수 있다.
이하, 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100A)에 포함되는 각각의 구성에 대하여 보다 자세히 설명한다.
제1연결부재(110)는 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 및/또는 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 재배선층(112a, 112b)을 포함하는바 제2연결부재(140)의 층수를 감소시킬 수 있다. 필요에 따라서는, 구체적인 재료에 따라 패키지(100A)의 강성을 유지시킬 수 있으며, 제1봉합재(130)의 두께 균일성 확보 등의 역할을 수행할 수 있다. 제1연결부재(110)에 의하여 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100A)가 POP 타입의 패키지로 활용될 수 있다. 제1연결부재(110)는 관통홀(110H)을 가진다. 관통홀(110H) 내에는 제1반도체칩(120)이 제1연결부재(110)와 소정거리 이격 되도록 배치된다. 제1반도체칩(120)의 측면 주위는 제1연결부재(110)에 의하여 둘러싸일 수 있다. 다만, 이는 일례에 불과하며 다른 형태로 다양하게 변형될 수 있으며, 그 형태에 따라서 다른 기능을 수행할 수 있다.
제1연결부재(110)는 제2연결부재(140)와 접하는 절연층(111), 제2연결부재(140)와 접하며 절연층(111)에 매립된 제1재배선층(112a), 및 절연층(111)의 제1재배선층(112a)이 매립된측의 반대측 상에 배치된 제2재배선층(112b)을 포함한다. 제1연결부재(110)는 절연층(111)을 관통하며 제1 및 제2재배선층(112a, 112b)을 전기적으로 연결하는 비아(113)를 포함한다. 제1 및 제2재배선층(112a, 112b)은 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 및 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1재배선층(112a)을 절연층(111) 내에 매립하는 경우, 제1재배선층(112a)의 두께에 의하여 발생하는 단차가 최소화 되는바, 제2연결부재(140)의 절연거리가 일정해진다. 즉, 제2연결부재(140)의 재배선층(142)으로부터 절연층(111)의 하면까지의 거리와, 제2연결부재(140)의 재배선층(142)로부터 제1반도체칩(120)의 접속패드(122)까지의 거리의 차이는, 제1재배선층(112a)의 두께보다 작을 수 있다. 따라서, 제2연결부재(140)의 고밀도 배선 설계가 용이할 수 있다.
절연층(111)의 재료는 특별히 한정되는 않는다. 예를 들면, 절연물질이 사용될 수 있는데, 이때 절연물질로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 등이 사용될 수 있다. 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지를 사용할 수도 있다.
재배선층(112a, 112b)은 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 및/또는 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선하는 역할을 수행할 수 있으며, 형성물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 재배선층(112a, 112b)은 해당 층의 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드(GrouND: GND) 패턴, 파워(PoWeR: PWR) 패턴, 신호(Signal: S) 패턴 등을 포함할 수 있다. 여기서, 신호(S) 패턴은 그라운드(GND) 패턴, 파워(PWR) 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면, 데이터 신호 등을 포함한다. 또한, 비아 패드, 와이어 패드, 접속단자 패드 등을 포함할 수 있다.
제한되지 않는 일례로서, 제2재배선층(112b)은 와이어와 연결된 와이어 패드(112bP1), 그리고 와이어 패드(112bP1)와 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 라인(112bL)이나 패드(112bP2) 등의 배선패턴(112bL, 112bP2)을 포함할 수 있다. 또한, 제1재배선층(112a)은 비아(113)를 통하여 제2재배선층(112b)과 전기적으로 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 패드(112aP)나 플레인(112aG) 등의 배선패턴(112aP, 112aG)을 포함할 수 있다. 한편, 이들을 통하여 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 역시 재배선될 수 있음은 물론이다.
제2재배선층(112b)의 일부는 제1봉합재(130)에 형성된 개구부(131)를 통하여 노출될 수 있으며, 노출된 제2재배선층(112b)은 와이어(182)와 연결될 수 있다. 즉, 노출된 제2재배선층(112b)은 와이어와 연결되는 와이어 패드(112bP1)를 포함한다. 한편, 노출된 제2재배선층(112b) 표면에는 필요에 따라 표면처리층(미도시)이 형성될 수 있다. 표면처리층(미도시)은 공지된 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 전해 금도금, 무전해 금도금, OSP 또는 무전해 주석도금, 무전해 은도금, 무전해 니켈도금/치환금도금, DIG 도금, HASL 등에 의해 형성될 수 있다.
비아(113)는 서로 다른 층에 형성된 재배선층(112a, 112b)을 전기적으로 연결시키며, 그 결과 제1연결부재(110) 내에 전기적 경로를 형성시킨다. 비아(113) 역시 형성물질로는 도전성 물질을 사용할 수 있다. 비아(113)는 도전성 물질로 완전히 충전될 수 있으며, 또는 도전성 물질이 비아 홀의 벽면을 따라 형성된 것일 수도 있다. 또한, 테이퍼형상뿐만 아니라, 원통형상 등 공지된 모든 형상이 적용될 수 있다. 한편, 비아(113)를 위한 홀을 형성할 때 제1재배선층(112a)의 일부 패드가 스토퍼(stopper) 역할을 수행할 수 있는바, 비아(113)는 윗면의 폭이 아랫면의 폭보다 큰 테이퍼 형상인 것이 공정상 유리할 수 있다. 이 경우, 비아(113)는 제2재배선층(112b)의 패드 패턴과 일체화될 수 있다.
제1반도체칩(120)은 소자 수백 내지 수백만 개 이상이 하나의 칩 안에 집적화된 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)일 수 있다. 이때 ASIC은, 예를 들면, 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 필드 프로그램어블 게이트 어레이(FPGA), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 프로세서칩, 구체적으로는 AP(Application Processor)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1반도체칩(120)은 액티브 웨이퍼를 기반으로 형성될 수 있으며, 이 경우 바디(121)를 이루는 모재로는 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs) 등이 사용될 수 있다. 바디(121)에는 다양한 회로가 형성되어 있을 수 있다. 접속패드(122)는 제1반도체칩(120)을 다른 구성요소와 전기적으로 연결시키기 위한 것으로, 형성물질로는 알루미늄(Al) 등의 도전성 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 바디(121) 상에는 접속패드(122)를 노출시키는 패시베이션막(123)이 형성될 수 있으며, 패시베이션막(123)은 산화막 또는 질화막 등일 수 있고, 또는 산화막과 질화막의 이중층일 수도 있다. 패시베이션막(123)을 통하여 접속패드(122) 하면은 제1봉합재(130) 하면과 단차를 가질 수 있으며, 제1봉합재(130)가 접속패드(122) 하면으로 블리딩 되는 것을 어느 정도 방지할 수 있다. 기타 필요한 위치에 절연막(미도시) 등이 더 배치될 수도 있다.
제1봉합재(130)는 제1연결부재(110), 제1반도체칩(120) 등을 보호할 수 있다. 봉합형태는 특별히 제한되지 않으며, 제1연결부재(110), 제1반도체칩(120) 등의 적어도 일부를 감싸는 형태이면 무방하다. 예를 들면, 제1봉합재(130)는 제1연결부재(110) 및 제1반도체칩(120)의 비활성면을 덮을 수 있으며, 관통홀(110H)의 벽면과 제1반도체칩(120)의 측면 사이의 공간을 채울 수 있다. 또한, 제1봉합재(130)는 제1반도체칩(120)의 패시베이션막(123)과 제2연결부재(140) 사이의 공간의 적어도 일부를 채울 수도 있다. 제1봉합재(130)가 관통홀(110H)을 채움으로써, 구체적인 물질에 따라 접착제 역할을 수행함과 동시에 버클링을 감소시킬 수 있다.
제1봉합재(130)의 구체적인 물질은 특별히 한정되는 않는다. 예를 들면, 절연물질이 사용될 수 있는데, 이때 절연물질로는 무기필러 및 절연수지를 포함하는 재료, 예컨대 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 무기필러와 같은 보강재가 포함된 수지, 구체적으로 ABF, FR-4, BT, 등이 사용될 수 있다. 또한, EMC나, PID 등이 사용될 수도 있다. 필요에 따라서는, 열경화성 수지나 열가소성 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 재료를 사용할 수도 있다.
제2연결부재(140)는 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 및/또는 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선할 수 있으며, 이들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 제2연결부재(140)를 통하여 다양한 기능을 가지는 수십 수백의 접속패드(122, 129)가 재배선 될 수 있으며, 접속단자(170)를 통하여 그 기능에 맞춰 외부에 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 제2연결부재(140)는 절연층(141), 절연층(141) 상에 배치된 재배선층(142), 및 절연층(141)을 관통하며 재배선층(142)을 연결하는 비아(143)를 포함한다. 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100A)에서는 제2연결부재(140)가 단층으로 구성되나, 복수의 층일 수도 있다.
절연층(141)의 물질로는 절연물질이 사용될 수 있는데, 이때 절연물질로는 상술한 바와 같은 절연물질 외에도 PID 수지와 같은 감광성 절연물질을 사용할 수도 있다. 즉, 절연층(141)은 감광성 절연층일 수 있다. 절연층(141)이 감광성의 성질을 가지는 경우, 절연층(141)을 보다 얇게 형성할 수 있으며, 보다 용이하게 비아(143)의 파인 피치를 달성할 수 있다. 절연층(141)은 절연수지 및 무기필러를 포함하는 감광성 절연층일 수 있다. 절연층(141)이 다층인 경우, 이들의 물질은 서로 동일할 수 있고, 필요에 따라서는 서로 상이할 수도 있다. 절연층(141)이 다층인 겨우, 이들은 공정에 따라 일체화 되어 경계가 불분명할 수도 있다.
재배선층(142)은 실질적으로 접속패드(122)를 재배선하는 역할을 수행할 수 있으며, 형성물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 재배선층(142)은 해당 층의 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드(GrouND: GND) 패턴, 파워(PoWeR: PWR) 패턴, 신호(Signal: S) 패턴 등을 포함할 수 있다. 여기서, 신호(S) 패턴은 그라운드(GND) 패턴, 파워(PWR) 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면, 데이터 신호 등을 포함한다. 또한, 비아 패드, 접속단자 패드 등을 포함할 수 있다.
노출된 일부 재배선층(142)의 표면에는 필요에 따라 표면처리층(미도시)이 형성될 수 있다. 표면처리층(미도시)은, 예를 들어, 전해 금도금, 무전해 금도금, OSP 또는 무전해 주석도금, 무전해 은도금, 무전해 니켈도금/치환금도금, DIG 도금, HASL 등에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
비아(143)는 서로 다른 층에 형성된 재배선층(142), 접속패드(122) 등을 전기적으로 연결시키며, 그 결과 패키지(100B) 내에 전기적 경로를 형성시킨다. 비아(143)의 형성 물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 비아(143)는 도전성 물질로 완전히 충전될 수 있으며, 또는 도전성 물질이 비아의 벽을 따라 형성된 것일 수도 있다. 또한, 형상이 테이퍼 형상, 원통형상 등 당해 기술분야에 공지된 모든 형상이 적용될 수 있다.
제1연결부재(110)의 재배선층(112a, 112b)의 두께는 제2연결부재(140)의 재배선층(142)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제1연결부재(110)는 제1반도체칩(120) 이상의 두께를 가질 수 있는바, 이에 형성되는 재배선층(112a, 112b) 역시 그 스케일에 맞춰 보다 큰 사이즈로 형성할 수 있다. 반면, 제2연결부재(140)의 재배선층(142)은 제2연결부재(140)의 박형화를 위하여 제1연결부재(110)의 재배선층(112a, 112b) 대비 상대적으로 작게 형성할 수 있다.
패시베이션층(150)은 제2연결부재(140)를 외부의 물리적 화학적 손상 등으로부터 보호하기 위한 부가적인 구성이다. 패시베이션층(150)은 제2연결부재(140)의 재배선층(142)의 적어도 일부를 노출시키는 개구부(151)를 가질 수 있다. 이러한 개구부(151)는 패시베이션층(150)에 수십 내지 수천 개 형성될 수 있다.
패시베이션층(150)의 재료로는 제2연결부재(140)의 절연층(141) 보다 엘라스틱 모듈러스가 큰 물질을 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리섬유(Glass Cloth, Glass Fabric)는 포함하지 않으나, 무기필러 및 절연수지를 포함하는 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 등이 사용될 수 있다. ABF 등을 사용하는 경우, 패시베이션층(150)에 포함된 무기필러의 중량퍼센트는 제2연결부재(140)의 절연층(141)에 포함된 무기필러의 중량퍼센트 보다 클 수 있다. 이러한 조건에서 신뢰성 향상이 가능하다. 패시베이션층(150)으로 ABF 등을 사용하는 경우, 패시베이션층(150)은 무기필러를 포함하는 비감광성 절연층일 수 있으며, 신뢰성 향상에 효과적일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
언더범프금속층(160)은 부가적인 구성으로, 접속단자(170)의 접속 신뢰성을 향상시켜주며, 그 결과 패키지(100A)의 보드 레벨 신뢰성을 개선해준다. 언더범프금속층(160)은 패시베이션층(150)의 개구부(151)를 통하여 노출된 제2연결부재(140)의 재배선층(142)과 연결된다. 언더범프금속층(160)은 패시베이션층(150)의 개구부(151)에 공지의 도전성 물질, 즉 금속을 이용하여 공지의 메탈화(Metallization) 방법으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
접속단자(170)는 팬-아웃 반도체 패키지(100A)를 외부와 물리적 및/또는 전기적으로 연결시키기 위한 부가적인 구성이다. 예를 들면, 팬-아웃 반도체 패키지(100A)는 접속단자(170)를 통하여 전자기기의 메인보드에 실장될 수 있다. 접속단자(170)는 도전성 물질, 예를 들면, 솔더(solder) 등으로 형성될 수 있으나, 이는 일례에 불과하며 재질이 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 접속단자(170)는 랜드(land), 볼(ball), 핀(pin) 등일 수 있다. 접속단자(170)는 다중층 또는 단일층으로 형성될 수 있다. 다중층으로 형성되는 경우에는 구리 필러(pillar) 및 솔더를 포함할 수 있으며, 단일층으로 형성되는 경우에는 주석-은 솔더나 구리를 포함할 수 있으나, 역시 이는 일례에 불과하며 이에 한정되는 것은 아니다.
접속단자(170)의 개수, 간격, 배치 형태 등은 특별히 한정되지 않으며, 통상의 기술자에게 있어서 설계 사항에 따라 충분히 변형이 가능하다. 예를 들면, 접속단자(170)의 수는 접속패드(122, 129)의 수에 따라서 수십 내지 수천 개일 수 있으며, 그 이상 또는 그 이하의 수를 가질 수도 있다. 접속단자(170)가 솔더볼인 경우, 접속단자(170)는 언더범프금속층(160)의 패시베이션층(150)의 일면 상으로 연장되어 형성된 측면을 덮을 수 있으며, 접속 신뢰성이 더욱 우수할 수 있다.
접속단자(170) 중 적어도 하나는 팬-아웃 영역에 배치된다. 팬-아웃 영역이란 제1반도체칩(120)이 배치된 영역을 벗어나는 영역을 의미한다. 팬-아웃(fan-out) 패키지는 팬-인(fan-in) 패키지에 비하여 신뢰성이 우수하고, 다수의 I/O 단자 구현이 가능하며, 3D 인터코넥션(3D interconnection)이 용이하다. 또한, BGA(Ball Grid Array) 패키지, LGA(Land Grid Array) 패키지 등과 비교하여 패키지 두께를 얇게 제조할 수 있으며, 가격 경쟁력이 우수하다.
제2반도체칩(180) 역시 소자 수백 내지 수백만 개 이상이 하나의 칩 안에 집적화된 IC(Integrated Circuit)일 수 있다. 이?, IC는 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리칩일 수 있다. 제2반도체칩(180)은 접속패드(미도시)를 갖는 활성면과 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 가질 수 있다. 제2반도체칩(180)은 비활성면이 제1봉합재(130)와 마주하도록 배치될 수 있다. 접속패드(미도시)는 와이어(182)를 통하여 제1연결부재(110)의 재배선층(112a, 112b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 와이어(182)는 공지의 금속 와이어일 수 있으며, 예를 들면, 금 와이어일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2반도체칩(180)은 복수의 메모리칩이 적층된 것일 수도 있다.
제2봉합재(190)는 제2반도체칩(180)을 보호할 수 있다. 봉합형태는 특별히 제한되지 않으며, 제2반도체칩(180) 등의 적어도 일부를 감싸는 형태이면 무방하다. 예를 들면, 제2봉합재(190)는 제2반도체칩(180)의 비활성면을 덮을 수 있으며, 측면을 덮을 수 있다. 제2봉합재(190)의 구체적인 물질은 특별히 한정되는 않는다. 예를 들면, 절연물질이 사용될 수 있는데, 이때 절연물질로는 무기필러 및 절연수지를 포함하는 재료, 예컨대 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 무기필러와 같은 보강재가 포함된 수지, 구체적으로 ABF, FR-4, BT, 등이 사용될 수 있다. 또한, EMC나, PID 등이 사용될 수도 있다. 필요에 따라서는, 열경화성 수지나 열가소성 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 재료를 사용할 수도 있다.
도 10은 팬-아웃 반도체 패키지의 다른 일례를 개략적으로 나타낸다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100B)는 제1봉합재(130) 상에 배치된 백사이드 재배선층(132), 제1봉합재(130)를 관통하며 백사이드 재배선층(132)과 제1연결부재(110)의 재배선층(112a, 112b)을 전기적으로 연결시키는 백사이드 비아(133), 및 제1봉합재(130) 상에 배치되며 백사이드 재배선층(132)의 적어도 일부를 노출시키는 개구부(156)를 갖는 패시베이션층(155)을 더 포함한다. 제2연결부재(140)는 패시베이션층(155) 상에 배치되며, 와이어(182)는 개구부(156)를 통하여 노출된 백사이드 재배선층(132)과 연결된다.
백사이드 재배선층(132)은 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 및/또는 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선하는 역할을 수행할 수 있으며, 형성물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 백사이드 재배선층(132)은 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드(GrouND: GND) 패턴, 파워(PoWeR: PWR) 패턴, 신호(Signal: S) 패턴 등을 포함할 수 있다. 여기서, 신호(S) 패턴은 그라운드(GND) 패턴, 파워(PWR) 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면, 데이터 신호 등을 포함한다. 또한, 비아 패드, 와이어 패드, 접속단자 패드 등을 포함할 수 있다.
제한되지 않는 일례로서, 백사이드 재배선층(132)은 와이어와 연결된 와이어 패드(132P1), 그리고 와이어 패드(132P1)와 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 라인(132L)이나 패드(132P2) 등의 배선패턴(132L, 132P2)을 포함할 수 있다. 한편, 제2재배선층(112b)은 백사이드 비아(133)를 통하여 백사이드 재배선층(132)과 전기적으로 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 패드(112bP)나 플레인(112bG) 등의 배선패턴(112bP, 112bG)을 포함할 수 있다. 또한, 제1재배선층(112a)은 비아(113)를 통하여 제2재배선층(112b)과 전기적으로 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 라인(112aL)이나 패드(112aP) 등의 배선패턴(112aP, 112aG)을 포함할 수 있다. 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 역시 재배선될 수 있음은 물론이다.
백사이드 재배선층(132)의 일부는 패시베이션층(155)에 형성된 개구부(156)를 통하여 노출될 수 있으며, 노출된 백사이드 재배선층(132)은 와이어(182)와 연결될 수 있다. 즉, 노출된 백사이드 재배선층(132)은 와이어와 연결되는 와이어 패드(132P1)를 포함한다. 한편, 노출된 백사이드 재배선층(132) 표면에는 필요에 따라 표면처리층(미도시)이 형성될 수 있다. 표면처리층(미도시)은 예를 들어, 전해 금도금, 무전해 금도금, OSP 또는 무전해 주석도금, 무전해 은도금, 무전해 니켈도금/치환금도금, DIG 도금, HASL 등에 의해 형성될 수 있다.
그 외에 다른 설명은 상술한 팬-아웃 반도체 패키지(100A)에서 설명한 바와 실질적으로 동일한바 생략한다.
도 11은 팬-아웃 반도체 패키지의 다른 일례를 개략적으로 나타낸다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100C)는 제1연결부재(110)가 제2연결부재(140)와 접하는 제1절연층(111a), 제2연결부재(140)와 접하며 제1절연층(111a)에 매립된 제1재배선층(112a), 제1절연층(111a)의 제1재배선층(112a)이 매립된측의 반대측 상에 배치된 제2재배선층(112b), 제1절연층(111a) 상에 배치되며 제2재배선층(112b)을 덮는 제2절연층(111b), 및 제2절연층(111b) 상에 배치된 제3재배선층(112c)을 포함한다. 제1 내지 제3재배선층(112a, 112b, 112c)은 접속패드(122)와 전기적으로 연결된다. 한편, 제1 및 제2재배선층(112a, 112b)과 제2및 제3재배선층(112b, 112c)은 각각 제1 및 제2절연층(111a, 111b)을 관통하는 제1 및 제2비아(113a, 113b)를 통하여 전기적으로 연결된다.
재배선층(112a, 112b, 112c)은 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 및/또는 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선하는 역할을 수행할 수 있으며, 형성물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 재배선층(112a, 112b, 112c)은 해당 층의 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드(GrouND: GND) 패턴, 파워(PoWeR: PWR) 패턴, 신호(Signal: S) 패턴 등을 포함할 수 있다. 여기서, 신호(S) 패턴은 그라운드(GND) 패턴, 파워(PWR) 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면, 데이터 신호 등을 포함한다. 또한, 비아 패드, 와이어 패드, 접속단자 패드 등을 포함할 수 있다.
제한되지 않는 일례로서, 제3재배선층(112c)은 와이어와 연결된 와이어 패드(112cP1), 그리고 와이어 패드(112cP1)와 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 라인(112cL)이나 패드(112cP2) 등의 배선패턴(112cL, 112cP2)을 포함할 수 있다. 또한, 제2재배선층(112b)은 제2비아(113b)를 통하여 제3재배선층(112c)과 전기적으로 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 패드(112bP)나 플레인(112bG) 등의 배선패턴(112bP, 112bG)을 포함할 수 있다. 또한, 제1재배선층(112a)은 제1비아(113a)를 통하여 제2재배선층(112b)과 전기적으로 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 라인(112aL)이나 패드(112aP) 등의 배선패턴(112aP, 112aG)을 포함할 수 있다. 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 역시 재배선될 수 있음은 물론이다.
제3재배선층(112c)의 일부는 제1봉합재(130)에 형성된 개구부(131)를 통하여 노출될 수 있으며, 노출된 제3재배선층(112c)은 와이어(182)와 연결될 수 있다. 즉, 노출된 제3재배선층(112c)은 와이어와 연결되는 와이어 패드(112bP1)를 포함한다. 한편, 노출된 제3재배선층(112c) 표면에는 필요에 따라 표면처리층(미도시)이 형성될 수 있다. 표면처리층(미도시)은 공지된 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 전해 금도금, 무전해 금도금, OSP 또는 무전해 주석도금, 무전해 은도금, 무전해 니켈도금/치환금도금, DIG 도금, HASL 등에 의해 형성될 수 있다.
제1재배선층(112a)이 매립되어 있기 때문에 상술한 바와 같이 제2연결부재(140)의 절연층(141a)의 절연거리가 실질적으로 일정할 수 있다. 제1연결부재(110)가 많은 수의 재배선층(112a, 112b, 112c)을 포함하는바, 제2연결부재(140)를 간소화할 수 있다. 따라서, 제2연결부재(140) 형성 과정에서 발생하는 불량에 따른 수율 저하를 개선할 수 있다. 제1재배선층(112a)이 제1절연층 내부로 리세스될 수 있으며, 따라서 제1절연층(111a)의 하면과 제1재배선층(112a)의 하면이 단차를 가질 수 있다. 그 결과 제1봉합재(130)를 형성할 때 제1봉합재(130) 형성 물질이 블리딩되어 제1재배선층(112a)을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
제1연결부재(110)의 제1재배선층(112a)의 하면은 제1반도체칩(120)의 접속패드(122)의 하면보다 상측에 위치할 수 있다. 또한, 제2연결부재(140)의 재배선층(142)과 제1연결부재(110)의 재배선층(112a) 사이의 거리는 제2연결부재(140)의 재배선층(142)과 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 사이의 거리보다 클 수 있다. 이는 제1재배선층(112a)이 절연층(111)의 내부로 리세스될 수 있기 때문이다. 제1연결부재(110)의 제2재배선층(112b)은 제1반도체칩(120)의 활성면과 비활성면 사이에 위치할 수 있다. 제1연결부재(110)는 제1반도체칩(120)의 두께에 대응하는 두께로 형성할 수 있으며, 따라서 제1연결부재(110) 내부에 형성된 제2재배선층(112b)은 제1반도체칩(120)의 활성면과 비활성면 사이의 레벨에 배치될 수 있다.
제1연결부재(110)의 재배선층(112a, 112b, 112c)의 두께는 제2연결부재(140)의 재배선층(142)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제1연결부재(110)는 제1반도체칩(120) 이상의 두께를 가질 수 있는바, 재배선층(112a, 112b, 112c) 역시 그 스케일에 맞춰 보다 큰 사이즈로 형성할 수 있다. 반면, 제2연결부재(140)의 재배선층(142)은 박형화를 위하여 이 상대적으로 작은 사이즈로 형성할 수 있다.
그 외에 다른 설명은 상술한 팬-아웃 반도체 패키지(100A)에서 설명한 바와 실질적으로 동일한바 생략한다. 한편, 팬-아웃 반도체 패키지(100B)에 대한 설명이 팬-아웃 반도체 패키지(100C)에도 적용될 수 있다.
도 12는 팬-아웃 반도체 패키지의 다른 일례를 개략적으로 나타낸다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 팬-아웃 반도체 패키지(100D)는 제1연결부재(110)가 제1절연층(111a), 제1절연층(111a)의 양면에 배치된 제1재배선층(112a) 및 제2재배선층(112b), 제1절연층(112a) 상에 배치되며 제1재배선층(112a)을 덮는 제2절연층(111b), 제2절연층(111b) 상에 배치된 제3재배선층(111c), 제1절연층(111a) 상에 배치되어 제2재배선층(112b)을 덮는 제3절연층(111c), 및 제3절연층(111c) 상에 배치된 제4재배선층(112d)을 포함한다. 제1 내지 제4재배선층(112a, 112b, 112c, 112d)는 접속패드(122)와 전기적으로 연결된다. 제1연결부재(110)가 더 많은 수의 재배선층(112a, 112b, 112c, 112d)을 포함하는바, 제2연결부재(140)를 더욱 간소화할 수 있다. 따라서, 제2연결부재(140) 형성 과정에서 발생하는 불량에 따른 수율 저하를 개선할 수 있다. 한편, 제1 내지 제4 재배선층(112a, 112b, 112c, 112d)은 제1 내지 제3 절연층(111a, 111b, 111c)을 관통하는 제1 내지 제3비아(113a, 113b, 113c)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
재배선층(112a, 112b, 112c, 112d)은 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 및/또는 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선하는 역할을 수행할 수 있으며, 형성물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 재배선층(112a, 112b, 112c, 112d)은 해당 층의 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드(GrouND: GND) 패턴, 파워(PoWeR: PWR) 패턴, 신호(Signal: S) 패턴 등을 포함할 수 있다. 여기서, 신호(S) 패턴은 그라운드(GND) 패턴, 파워(PWR) 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면, 데이터 신호 등을 포함한다. 또한, 비아 패드, 와이어 패드, 접속단자 패드 등을 포함할 수 있다.
제한되지 않는 일례로서, 제4재배선층(112d)은 와이어와 연결된 와이어 패드(112dP1), 그리고 와이어 패드(112dP1)와 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 라인(112dL)이나 패드(112dP2) 등의 배선패턴(112dL, 112dP2)을 포함할 수 있다. 또한, 제2재배선층(112b)은 제3비아(113c)를 통하여 제4재배선층(112d)과 전기적으로 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 패드(112bP)나 플레인(112bG) 등의 배선패턴(112bP, 112bG)을 포함할 수 있다. 또한, 제1재배선층(112a)은 제1비아(113a)를 통하여 제2재배선층(112b)과 전기적으로 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 라인(112aL)이나 패드(112aP) 등의 배선패턴(112aP, 112aG)을 포함할 수 있다. 또한, 제3재배선층(112c)은 제2비아(113b)를 통하여 제1재배선층(112a)과 전기적으로 연결되어 적어도 제2반도체칩(180)의 접속패드(미도시)를 재배선시키는 신호 및/또는 파워 및/또는 그라운드용 패드(112cP)나 플레인(112cG) 등의 배선패턴(112cP, 112cG)을 포함할 수 있다. 이들에 의하여 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 역시 재배선될 수 있음은 물론이다.
제4재배선층(112d)의 일부는 제1봉합재(130)에 형성된 개구부(131)를 통하여 노출될 수 있으며, 노출된 제4재배선층(112d)은 와이어(182)와 연결될 수 있다. 즉, 노출된 제4재배선층(112d)은 와이어와 연결되는 와이어 패드(112bP1)를 포함한다. 한편, 노출된 제4재배선층(112d) 표면에는 필요에 따라 표면처리층(미도시)이 형성될 수 있다. 표면처리층(미도시)은 공지된 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 전해 금도금, 무전해 금도금, OSP 또는 무전해 주석도금, 무전해 은도금, 무전해 니켈도금/치환금도금, DIG 도금, HASL 등에 의해 형성될 수 있다.
제1절연층(111a)은 제2절연층(111b) 및 제3절연층(111c)보다 두께가 두꺼울 수 있다. 제1절연층(111a)은 기본적으로 강성 유지를 위하여 상대적으로 두꺼울 수 있으며, 제2절연층(111b) 및 제3절연층(111c)은 더 많은 수의 재배선층(112c, 112d)을 형성하기 위하여 도입된 것일 수 있다. 제1절연층(111a)은 제2절연층(111b) 및 제3절연층(111c)과 상이한 절연물질 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1절연층(111a)은 심재, 무기 필러, 및 절연 수지를 포함하는, 예컨대, 프리프레그일 수 있고, 제2절연층(111c) 및 제3절연층(111c)은 무기 필러 및 절연 수지를 포함하는 ABF 필름 또는 감광성 절연 필름일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1연결부재(110)의 제3재배선층(112c)의 하면은 제1반도체칩(120)의 접속패드(122)의 하면보다 하측에 위치할 수 있다. 또한, 제2연결부재(140)의 재배선층(142)과 제1연결부재(110)의 제3재배선층(112c) 사이의 거리는 제2연결부재(140)의 재배선층(142)과 제1반도체칩(120)의 접속패드(122) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 제3재배선층(112c)이 제2절연층(111b) 상에 돌출된 형태로 배치될 수 있으며, 그 결과 제2연결부재(140)와 접할 수 있기 때문이다. 제1연결부재(110)의 제1재배선층(112a) 및 제2재배선층(112b)은 제1반도체칩(120)의 활성면과 비활성면 사이에 위치할 수 있다. 제1연결부재(110)는 제1반도체칩(120)의 두께에 대응하게 형성할 수 있는바, 제1연결부재(110) 내부에 형성된 제1재배선층(112a) 및 제2재배선층(112b)은 제1반도체칩(120)의 활성면과 비활성면 사이 레벨에 배치될 수 있다.
제1연결부재(110)의 재배선층(112a, 112b, 112c, 112d)의 두께는 제2연결부재(140)의 재배선층(142)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제1연결부재(110)는 제1반도체칩(120) 이상의 두께를 가질 수 있는바, 재배선층(112a, 112b, 112c, 112d) 역시 보다 큰 사이즈로 형성할 수 있다. 반면, 제2연결부재(140)의 재배선층(142)은 박형화를 위하여 이 상대적으로 작은 사이즈로 형성할 수 있다.
그 외에 다른 설명은 상술한 팬-아웃 반도체 패키지(100A)에서 설명한 바와 실질적으로 동일한바 생략한다. 한편, 팬-아웃 반도체 패키지(100B)에 대한 설명이 팬-아웃 반도체 패키지(100D)에도 적용될 수 있다.
본 개시에서 하측, 하부, 하면 등은 편의상 도면의 단면을 기준으로 팬-아웃 반도체 패키지의 실장 면을 향하는 방향을 의미하는 것으로 사용하였고, 상측, 상부, 상면 등은 그 반대 방향으로 사용하였다. 다만, 이는 설명의 편의상 방향을 정의한 것으로, 특허청구범위의 권리범위가 이러한 방향에 대한 기재에 의하여 특별히 한정되는 것이 아님은 물론이다.
본 개시에서 연결된다는 의미는 직접 연결된 것뿐만 아니라, 접착제 층 등을 통하여 간접적으로 연결된 것을 포함하는 개념이다. 또한, 전기적으로 연결된다는 의미는 물리적으로 연결된 경우와 연결되지 않은 경우를 모두 포함하는 개념이다. 또한, 제1, 제2 등의 표현은 한 구성요소와 다른 구성요소를 구분 짓기 위해 사용되는 것으로, 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.
본 개시에서 사용된 일례 라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일례들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일례에서 설명된 사항이 다른 일례에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일례에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어는 단지 일례를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
1000: 전자기기 1010: 메인보드
1020: 칩 관련 부품 1030: 네트워크 관련 부품
1040: 기타 부품 1050: 카메라
1060: 안테나 1070: 디스플레이
1080: 배터리 1090: 신호 라인
1100: 스마트 폰 1101: 스마트 폰 바디
1110: 스마트 폰 메인보드 1111: 메인보드 절연층
1112: 메인보드 배선 1120: 부품
1130: 스마트 폰 카메라 2200: 팬-인 반도체 패키지
2220: 반도체칩 2221: 바디
2222: 접속패드 2223: 패시베이션막
2240: 연결부재 2241: 절연층
2242: 재배선층 2243: 비아
2250: 패시베이션층 2260: 언더범프금속층
2270: 솔더볼 2280: 언더필 수지
2290: 몰딩재 2500: 메인보드
2301: 인터포저 기판 2302: 인터포저기판
2100: 팬-아웃 반도체 패키지 2120: 반도체칩
2121: 바디 2122: 접속패드
2140: 연결부재 2141: 절연층
2142: 재배선층 2143: 비아
2150: 패시베이션층 2160: 언더범프금속층
2170: 솔더볼 100: 반도체 패키지
100A~100D: 팬-아웃 반도체 패키지
110: 제1연결부재 111, 112a, 112b, 112c: 절연층
112a, 112b, 112c, 112d: 재배선층 113: 비아
120: 제1반도체칩 121: 바디
122: 접속패드 123: 패시베이션막
130: 제1봉합재 131: 개구부
132: 백사이드 재배선층 133: 백사이드 비아
140: 제2연결부재 141: 절연층
142: 재배선층 143: 비아
150: 패시베이션층 160: 언더범프금속층
170: 접속단자 155: 패시베이션층
156: 개구부 180: 제2반도체칩
182: 와이어 190: 제2봉합재

Claims (16)

  1. 관통홀을 갖는 제1연결부재;
    상기 제1연결부재의 관통홀에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면 및 상기 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 제1반도체칩;
    상기 제1연결부재 및 상기 제1반도체칩의 비활성면의 적어도 일부를 봉합하는 제1봉합재;
    상기 제1연결부재 및 상기 제1반도체칩의 활성면 상에 배치된 제2연결부재;
    상기 제1봉합재 상에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면을 갖는 제2반도체칩; 및
    상기 제2반도체칩의 적어도 일부를 봉합하는 제2봉합재;를 포함하며,
    상기 제1연결부재는 2개 이상의 절연층과, 상기 절연층에 의해 분리되며 상기 제1반도체 칩의 접속패드에 전기적으로 연결된 3개 이상의 재배선층과, 상기 절연층을 각각 관통하여 상기 재배선층을 전기적으로 연결하는 복수의 비아를 포함하고,
    상기 제2연결부재는 상기 제1반도체칩의 접속패드와 전기적으로 연결되는 재배선층을 포함하며,
    상기 3개 이상의 재배선층 중 상기 제1연결부재의 상면에 배치된 상부 재배선층은, 상기 제2반도체칩의 접속패드와 와이어에 의해 전기적으로 연결된 와이어 패드 및 상기 제2반도체칩의 접속패드를 재배선시키는 배선패턴을 포함하고, 상기 제1봉합재는 상기 상부 재배선층의 와이어 패드의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 가지는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 관통홀을 갖는 제1연결부재;
    상기 제1연결부재의 관통홀에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면 및 상기 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 제1반도체칩;
    상기 제1연결부재 및 상기 제1반도체칩의 비활성면의 적어도 일부를 봉합하는 제1봉합재;
    상기 제1연결부재 및 상기 제1반도체칩의 활성면 상에 배치된 제2연결부재;
    상기 제1봉합재 상에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면을 갖는 제2반도체칩; 및
    상기 제2반도체칩의 적어도 일부를 봉합하는 제2봉합재;를 포함하며,
    상기 제1연결부재는 2개 이상의 절연층과, 상기 절연층에 의해 분리되며 상기 제1반도체 칩의 접속패드에 전기적으로 연결된 3개 이상의 재배선층과, 상기 절연층을 각각 관통하여 상기 재배선층을 전기적으로 연결하는 복수의 비아를 포함하고,
    상기 제2연결부재는 상기 제1반도체칩의 접속패드와 전기적으로 연결되는 재배선층을 포함하며,
    상기 제1봉합재 상에 배치된 백사이드 재배선층; 및
    상기 제1봉합재를 관통하며, 상기 백사이드 재배선층과 상기 제1연결부재의 재배선층을 전기적으로 연결시키는 백사이드 비아;를 더 포함하며,
    상기 백사이드 재배선층은 상기 제2반도체칩의 접속패드와 와이어에 의해 전기적으로 연결된 와이어 패드 및 상기 제2반도체칩의 접속패드를 재배선시키는 배선패턴을 포함하는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1봉합재 상에 배치되며, 상기 백사이드 재배선층의 와이어 패드의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 갖는 패시베이션층; 을 더 포함하며,
    상기 제2반도체칩은 상기 패시베이션층 상에 배치된,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1반도체칩은 프로세서칩을 포함하며,
    상기 제2반도체칩은 메모리칩을 포함하는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  7. 관통홀을 갖는 제1연결부재;
    상기 제1연결부재의 관통홀에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면 및 상기 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 제1반도체칩;
    상기 제1연결부재 및 상기 제1반도체칩의 비활성면의 적어도 일부를 봉합하는 제1봉합재;
    상기 제1연결부재 및 상기 제1반도체칩의 활성면 상에 배치된 제2연결부재;
    상기 제1봉합재 상에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면을 갖는 제2반도체칩; 및
    상기 제2반도체칩의 적어도 일부를 봉합하는 제2봉합재;를 포함하며,
    상기 제1연결부재는, 제1절연층, 상기 제2연결부재와 접하며 상기 제1절연층에 매립된 제1재배선층, 및 상기 제1절연층의 상기 제1재배선층이 매립된측의 반대측 상에 배치된 제2재배선층을 포함하고,
    상기 제2연결부재는 상기 제1반도체칩의 접속패드와 전기적으로 연결되는 재배선층을 포함하며,
    상기 제2반도체칩의 접속패드는 와이어를 통하여 상기 제1연결부재의 재배선층과 전기적으로 연결되는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1연결부재는, 상기 제1절연층 상에 배치되며 상기 제2재배선층을 덮는 제2절연층, 및 상기 제2절연층 상에 배치된 제3재배선층, 을 더 포함하는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2연결부재의 재배선층과 상기 제1재배선층 사이의 거리가 상기 제2연결부재의 재배선층과 상기 제1반도체칩의 접속패드 사이의 거리보다 큰,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1재배선층은 상기 제2연결부재의 재배선층보다 두께가 두꺼운,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2재배선층은 상기 제1반도체칩의 활성면과 비활성면 사이에 위치하는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개 이상의 절연층은 제1절연층과 제2절연층을 포함하고, 상기 3개 이상의 재배선층은 제1재배선층, 제2재배선층 및 제3재배선층을 포함하며,
    상기 제1연결부재는, 상기 제1절연층, 상기 제1절연층의 양면에 배치된 상기 제1재배선층 및 상기 제2재배선층, 상기 제1절연층 상에 배치되며 상기 제2재배선층을 덮는 상기 제2절연층, 및 상기 제2절연층 상에 배치되어 상기 상부 재배선층으로 제공되는 상기 제3재배선층, 을 포함하는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1연결부재는, 상기 제1절연층 상에 배치되어 상기 제1재배선층을 덮는 제3절연층, 및 상기 제3절연층 상에 배치된 제4재배선층, 을 더 포함하는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1절연층은 상기 제2절연층보다 두께가 두꺼운,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제3재배선층은 상기 제2연결부재의 재배선층보다 두께가 두꺼운,
    팬-아웃 반도체 패키지.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1재배선층은 상기 제1반도체칩의 활성면과 비활성면 사이에 위치하는,
    팬-아웃 반도체 패키지.
KR1020160117476A 2016-09-12 2016-09-12 팬-아웃 반도체 패키지 KR101994748B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160117476A KR101994748B1 (ko) 2016-09-12 2016-09-12 팬-아웃 반도체 패키지
US15/437,766 US10157886B2 (en) 2016-09-12 2017-02-21 Fan-out semiconductor package
TW106105819A TWI651823B (zh) 2016-09-12 2017-02-22 扇出型半導體封裝
TW107144666A TWI729332B (zh) 2016-09-12 2017-02-22 扇出型半導體封裝
US15/951,571 US10304807B2 (en) 2016-09-12 2018-04-12 Fan-out semiconductor package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160117476A KR101994748B1 (ko) 2016-09-12 2016-09-12 팬-아웃 반도체 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180029483A KR20180029483A (ko) 2018-03-21
KR101994748B1 true KR101994748B1 (ko) 2019-07-01

Family

ID=61560998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160117476A KR101994748B1 (ko) 2016-09-12 2016-09-12 팬-아웃 반도체 패키지

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10157886B2 (ko)
KR (1) KR101994748B1 (ko)
TW (2) TWI729332B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11373955B2 (en) 2020-02-25 2022-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018125254A1 (en) * 2016-12-31 2018-07-05 Intel Corporation Electronic device package
KR20190121560A (ko) * 2018-04-18 2019-10-28 삼성전기주식회사 팬-아웃 반도체 패키지
KR20200044497A (ko) * 2018-10-19 2020-04-29 삼성전기주식회사 팬-아웃 반도체 패키지
KR102674028B1 (ko) * 2018-11-19 2024-06-12 삼성전자주식회사 반도체 패키지
KR20200062666A (ko) * 2018-11-27 2020-06-04 삼성전자주식회사 반도체 패키지
KR20200076778A (ko) 2018-12-19 2020-06-30 삼성전자주식회사 반도체 패키지의 제조방법
KR102586890B1 (ko) * 2019-04-03 2023-10-06 삼성전기주식회사 반도체 패키지
KR102411802B1 (ko) * 2019-09-09 2022-06-22 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 휨 제어를 갖는 칩 패키지 구조물 및 그 형성 방법
KR102573573B1 (ko) * 2019-10-25 2023-09-01 삼성전자주식회사 반도체 패키지

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090243065A1 (en) * 2006-04-27 2009-10-01 Mitsuo Sugino Semiconductor Device and Method for Manufacturing Semiconductor Device
JP2013243345A (ja) * 2012-03-27 2013-12-05 General Electric Co <Ge> 超薄埋設ダイモジュール及びその製造方法
US20140103527A1 (en) * 2012-03-23 2014-04-17 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor Device and Method of Forming a POP Device with Embedded Vertical Interconnect Units
US20140159251A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor Device and Method of Forming Low Profile Fan-Out Package with Vertical Interconnection Units
US20150140736A1 (en) * 2013-11-20 2015-05-21 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor Device and Method of Forming Wire Bondable Fan-Out EWLB Package

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077301A (ja) 1999-08-24 2001-03-23 Amkor Technology Korea Inc 半導体パッケージ及びその製造方法
US8072059B2 (en) 2006-04-19 2011-12-06 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of forming UBM fixed relative to interconnect structure for alignment of semiconductor die
US7550857B1 (en) 2006-11-16 2009-06-23 Amkor Technology, Inc. Stacked redistribution layer (RDL) die assembly package
US7993941B2 (en) * 2008-12-05 2011-08-09 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor package and method of forming Z-direction conductive posts embedded in structurally protective encapsulant
US9385095B2 (en) 2010-02-26 2016-07-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. 3D semiconductor package interposer with die cavity
KR20130015393A (ko) 2011-08-03 2013-02-14 하나 마이크론(주) 반도체 패키지 및 이의 제조 방법
KR101362396B1 (ko) 2012-05-08 2014-02-14 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 Ｔｓｖ를 이용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법
US9385006B2 (en) 2012-06-21 2016-07-05 STATS ChipPAC Pte. Ltd. Semiconductor device and method of forming an embedded SOP fan-out package
US9818734B2 (en) * 2012-09-14 2017-11-14 STATS ChipPAC Pte. Ltd. Semiconductor device and method of forming build-up interconnect structures over a temporary substrate
US9312198B2 (en) * 2013-03-15 2016-04-12 Intel Deutschland Gmbh Chip package-in-package and method thereof
JP2016535462A (ja) * 2014-09-26 2016-11-10 インテル コーポレイション ワイヤボンディングされたマルチダイスタックを有する集積回路パッケージ
KR20160131170A (ko) * 2015-05-06 2016-11-16 에스케이하이닉스 주식회사 팬-아웃 메모리 패키지를 포함하는 패키지 온 패키지 타입의 반도체 장치
KR102566145B1 (ko) 2016-10-18 2023-08-16 삼성전자주식회사 반도체 패키지의 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090243065A1 (en) * 2006-04-27 2009-10-01 Mitsuo Sugino Semiconductor Device and Method for Manufacturing Semiconductor Device
US20140103527A1 (en) * 2012-03-23 2014-04-17 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor Device and Method of Forming a POP Device with Embedded Vertical Interconnect Units
JP2013243345A (ja) * 2012-03-27 2013-12-05 General Electric Co <Ge> 超薄埋設ダイモジュール及びその製造方法
US20140159251A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor Device and Method of Forming Low Profile Fan-Out Package with Vertical Interconnection Units
US20150140736A1 (en) * 2013-11-20 2015-05-21 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor Device and Method of Forming Wire Bondable Fan-Out EWLB Package

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11373955B2 (en) 2020-02-25 2022-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package
US11810864B2 (en) 2020-02-25 2023-11-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package

Also Published As

Publication number Publication date
TW201813031A (zh) 2018-04-01
TW201921619A (zh) 2019-06-01
US20180233489A1 (en) 2018-08-16
TWI651823B (zh) 2019-02-21
KR20180029483A (ko) 2018-03-21
US20180076178A1 (en) 2018-03-15
US10157886B2 (en) 2018-12-18
US10304807B2 (en) 2019-05-28
TWI729332B (zh) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101939046B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR102086364B1 (ko) 반도체 패키지
KR101999608B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101982049B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR102041661B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101872644B1 (ko) 팬-아웃 반도체 장치
KR101994748B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101983185B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101901713B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101933421B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지 모듈
KR101942727B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR20180037529A (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR102081086B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지 모듈
KR20180024834A (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR102055593B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR102028713B1 (ko) 반도체 패키지
KR101982047B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR20170121666A (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101942745B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101901712B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101973431B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR20180096392A (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR20200016624A (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR101883108B1 (ko) 팬-아웃 반도체 패키지
KR20190052598A (ko) 팬-아웃 반도체 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant