KR19990003160A - 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패드가 칩의 중심부에 배열되어 있는 센터 패드형 칩을 와이어 본딩 방식을 사용하여 패키징하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조에 관한 것으로서, 패턴닝된 기판의 하면 상에는 솔더 볼이 배열되고, 기판의 상부에는 센터 패드형 칩이 부착되어 있으며, 칩의 상부에는 다수의 금속 패턴이 형성되어 있는 패턴 필름이 부착되고, 상기 칩 주변의 기판 상에는 하면의 솔더 볼과 접속되어 있는 외부 단자가 제공되며, 기판의 외부 단자와 금속 패턴의 외측부는 와이어 본딩 방식에 의한 와이어에 의하여 접속되고, 상기 패턴 플림의 중심부는 칩의 중심부에 배열된 다순의 패드를 따라 커팅된 상태로 형성되므로써 상기 패드가 외부로 노출되며, 이러한 각각의 패드는 와이어 본딩 방식에 따른 와이어에 의하여 금속 패턴과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조를 제공한다.

Description

센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조

본 발명은 기판에 칩을 탑재하여 전기적으로 연결하고, 상기 기판의 하면에 실장을 위한 다수개의 솔더 볼을 부착하여 구성하는 볼 그리드 어래이 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패드가 칩의 중심부에 배열되어 있는 센터 패드형 칩을 와이어 본딩 방식을 사용하여 패키징하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조에 관한 것이다.

일반적인 볼 그리드 어래이 패키지(Ball Grid Array Package)는 소정의 회로패턴이 형성된 기판 위에 반도체 칩이 접착제의 개재하에 부착되고, 이와같이 부착된 반도체 칩과 기판의 회로 패턴과의 사이에 금속 와이어가 연결되어 칩의 외부로의 전기적인 신호 전달 경로를 이루고 있으며, 상기 기판의 하면에 실장을 위한 다수개의 솔더 볼이 격자 형태로 배열되도록 부착된 구조로 되어 있다. 또한 상기 기판의 상부면에는 칩을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 봉지체가 형성되어 있다.

이와 같이된 볼 그리드 어래이 패키지는 기판의 하면에 부착되어 있는 다수개의 솔더 볼을 기판에 솔더링하는 것에 의하여 실장되어, 소정의 전기적인 신호를 입출력하는 작용을 하게 된다.

한편, 패드가 칩의 중심부에 배열된 센터 패드형 칩의 경우, 상술된 와이어 방식에 의해서는 기판상에 형성된 패턴과의 전기적 접속이 곤란하기 때문에, 주로 플립 칩(flip chip) 방식이 사용되고 있다.

이러한 플립 칩 방식은 칩의 중심부에 일렬로 배열된 패드 상에 납 등으로 이루어진 범프(bump)를 형성시켜 패턴이 형성된 기판상에 직접 부착시키므로써 상호간의 전기적 접속을 이루게 하는 것이다.

그런데, 종래에 있어서, 상술된 바와 같이, 센터 패드형 칩을 접속시키기 위한 플립 칩 방식은 그 기술의 사용범위가 아직까지 제한적이고, 또한 별도의 장비와 투자를 필요로 하는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 종래의 플립 칩 접속 방식을 대신하여 범용적으로 사용되는 칩 접속 방식을 채용하는 볼 그리드 어래이 패키지 구조를 이룰 수 있도록 하므로써 생산비용을 절감시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따라 센터 패드형 칩을 와이어 본딩 방식으로 볼 그리드어래 패키지에 적용시키는 상태를 나타내는 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 칩 상에 부착된 패턴 필름의 구조를 나타내는 단면도.

도 3은 센터 패드형 칩과 패턴 필름이 분리된 상태를 나타내는 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판, 2 : 칩, 3 : 금속 패턴, 4 : 패턴 필름, 5 : 기판의 외부 단자, 6 : 와이어, 7 : 패드, 8 : 베이스 필름, 9 : 접착제, 10 : 솔더 볼, 11 : 커팅부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 패턴닝된 기판의 하면상에는 솔더 볼이 배열되고, 기판의 상부에는 센터 패드형 칩이 부착되어 있으며, 칩의 상부에는 다수의 금속 패턴이 형성되어 있는 패턴 필름이 부착되고, 상기 칩 주변의 기판 상에는 하면의 솔더 볼과 접속되어 있는 외부 단자가 제공되며, 기판의 외부 단자와 금속 패턴의 외측부는 와이어 본딩 방식에 의한 와이어에 의하여 접속되고, 상기 패턴 필름의 중심부는 칩의 중심부에 배열된 패드를 따라 커팅된 상태로 형성되므로써 상기 패드가 외부로 노출되며, 이러한 각각의 패드는 와이어 본딩 방식에 따라 와이어에 의하여 금속 패턴과 접속되어 있다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

여기서, 도 1은 본 발명에 따라 센터 패드형 칩을 와이어 본딩 방식으로 볼 그리드 어래 패키지에 적용시키는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 칩 상에 부착된 패턴 필름의 구조를 나타내는 단면도이며, 도 3은 센터 패드형 칩과 패턴 필름이 분리된 상태를 나타내는 사시도이다.

먼저, 본 발명에 따르면, 칩과 기판과의 전기 접속방식을 기존의 플립 칩 방식을 대신하여 본 분야에 널리 사용되고 있는 와이어 본딩 방식을 사용하게 되며, 이를 위하여 칩의 상부면 상에는 기판과의 와이어 접속을 위해 금속 패턴이 형성된 필름이 부착되며, 이러한 금속 패턴은 칩의 패드와 접속된다.

도 1에는 이러한 본 발명에 따라 와이어 본딩 방식을 이용한 볼 그리드 어래이 패키지의 구조가 사시도로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 솔더 볼(10)이 하면 상에 배열된 기판(1)의 상부에는 센터 패드형 칩(2)이 부착되어 있으며, 이러한 칩(2)의 상부에는 다수의 금속 패턴(3)이 형성되어 있는 패턴 필름(4)이 부착되어 있다. 또한, 상기 칩(2) 주변의 기판(1)의 상에는 하면의 솔더 볼(10)과 접속된 외부 단자(5)가 형성되어 있으며, 이러한 기판의 외부 단자(5)와 금속 패턴(3)의 외측부는 와이어 본딩 방식에 따라 금으로된 와이어(6)에 의하여 접속된다.

한편, 상기 패턴 필름(4)의 중심부는 칩(2)의 중심부에 배열된 패드(7)를 따라 커팅된 상태로 형성되어 있이 때문에, 칩(2)의 패드(7)가 외부로 노출되어 있으며, 이러한 각각의 패드(7)는 역시 와이어 본딩 방식에 의하여 금속 패턴(3)의 내측부와 접속되어 있다.

상기 패턴 필름(4)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리이미드(polyimide)로 형성된 베이스 필름(8)과, 베이스 필름(8)의 상부에 형성되는 금속 패턴(3)으로 구성되어 있다. 이러한 패턴 필름(4)을 칩(2)에 부착시키기 위해서는 베이스 필름(8)의 하면 상에 접착제(9)를 도포시켜 칩(2)의 상부 면에 올려놓은 상태에서 패턴 필름(4)과 칩(2)의 표면을 열 압착시키게 된다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 필름(8) 상에 형성되는 금속 패턴(3)은 베이스 필름(8)의 중심부에 형성된 커팅부의 주변으로부터 양쪽 측면 상으로 평행하게 연장되어 있으며, 이러한 금속 패턴(3)은 커팅부의 주변으로부터 베이스 필름(8)의 측면으로 갈수록 그 간격이 벌어지는 방사형태로 형성된다.

한편, 이러한 패턴 필름(4)의 제조과정을 살펴보면, 먼저 연속적으로 이어진 베이스 필름(8) 상에 전체적인 금속 패턴이 일정한 간격으로 형성된 상태에서 도시되지 않은 릴(reel)에 감겨져 있으며, 이러한 베이스 필름(8)을 릴로부터 연속적으로 풀어주면서, 칩(2)과 크기 및 형태와 동일한 펀치 커터를 사용하여 커팅시키므로써, 원하는 패턴 필름(4)을 얻게 된다. 이 때, 패턴 필름(4)의 중심부에는 칩(2)의 패드(7)를 노출시키기 위한 커팅부(11)를 동시에 형성시키므로써 제조 공정을 줄일 수 있다. 그 후 패턴 필름(4)이 커팅된 나머지 베이스 필름(8)은 반대쪽 릴에 감기게 된다.

이렇게 형성된 패턴 필름(4)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 픽크 앤드 플레이스(pick place) 방식에 의하여 칩(2)상에 정확히 부착된다.

또한, 본 발명에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(2) 상의 칩(2) 부착 및 접속이 완료된 상태에서, 패턴 필름(4)의 중심부에 형성되어 패드(7)와 금속 패턴(3)의 내측부 간의 접속이 이루어지는 커팅부(11)의 내부는 에폭시 수지로 채워지므로써 내부 회로와 와이어를 보호하게 된다.

이상 상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조에 의하면, 센터 패드형 칩을 볼 그리드 어레이 패키지로 구성하기 위한 방법으로 플립 칩 방식을 이용하지 않고 기존의 범용 와이어 본딩 방식을 응용함으로써 저렴한 가격으로 SOJ 나 SOIC 패키지 이외에 볼 그리드 패키지 형성이 가능하게 되는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 상술된 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 패드가 칩의 중심부에 배열되어 있는 센터 패드형 칩을 와이어 본딩 방식을 사용하여 패키징하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조로서, 패턴닝된 기판의 하면 상에는 솔더 볼이 배열되고, 기판의 상부에는 센터 패드형 칩이 부착되어 있으며, 칩의 상부에는 다수의 금속 패턴이 형성되어 있는 패턴 필름이 부착되고, 상기 칩 주변의 기판 상에는 하면의 솔더 볼과 접속되어 있는 외부 단자가 제공되며, 기판의 외부 단자와 금속 패턴의 외측부는 와이어 본딩 방식에 의한 와이어에 의하여 접속되고, 상기 패턴 필름의 중심부는 칩의 중심부에 배열된 다수의 패드를 따라 커팅된 상태로 형성되므로써 상기 패드가 외부로 노출되며, 이러한 각각의 패드는 와이어 본딩 방식에 따른 와이어에 의하여 금속 패턴과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 필름은 폴리이미드로 형성된 베이스 필름과, 베이스 필름의 상부에 형성되는 금속 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스 필름 상에 형성되는 금속 패턴은 베이스 필름의 중심부에 형성된 커팅부의 주변으로부터 양쪽 측면 상으로 평행하게 연장되어 있으며, 커팅부의 주변으로부터 베이스 필름의 측면으로 갈수록 간격이 벌어지는 방사형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 패턴 필름의 칩 부착시, 베이스 필름의 하면 상에는 접착제가 도포되어 칩의 상부 면에 올려놓은 상태에서 패턴 필름과 칩의 표면의 열 압착시킨 것을 특징으로 하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 패턴 필름의 중심부에 형성되어, 패드와 금속 패턴의 내측부 간의 접속이 이루어지는 커팅부 내부에는 에폭시 수지가 채워지는 것을 특징으로 하는 센터 패드형 칩의 볼 그리드 어래이 패키지 구조.