KR19990025706A - 마이크로카드형 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 상부면에 반도체칩과 방열부를 부착하여 열방출도를 향상시키도록 한 마이크로카드형 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 인쇄회로기판에 부착하는 방열부의 위치를 변경하여 열방출도를 향상시키도록 한 마이크로카드형 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 마이크로카드형 패키지 및 그 제조방법은 인쇄회로기판의 상부면에 반도체칩 및 외측부가 핀 형태를 갖는 방열부를 부착하여 열방출도를 향상시켜 반도체칩의 고속 신호전달을 안정화시킬 수 있다.

Description

마이크로카드형 패키지 및 그 제조방법

본 발명은 마이크로카드형 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판의 상부면에 반도체칩과 방열부를 부착하여 열방출도를 향상시키도록 한 마이크로카드형 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 널리 알려진 바와 같이, 전자기기 및 정보기기의 메모리용량이 대용량화함에 따라 DRAM과 SRAM과 같은 반도체칩의 고집적화가 가속화하고 칩사이즈가 증대하고 있다. 또한, 전자기기 및 정보기기의 경량화, 다기능화, 고속화에 맞추어 반도체칩의 고속화가 이루어지고 있다. 이러한 추세에 맞추어 반도체칩패키지도 경박단소화 및 다핀화하고 있다.

그런데, 기존의 반도체칩패키지는 플라스틱 패키지타입으로서 본딩와이어와 리드프레임 자체의 높은 인덕턴스 및 커패시턴스를 갖고 있으므로 고속 반도체칩의 경우, 당초 설계한 고속 데이터 전송 능력이 충분히 발휘될 수 없었다. 이러한 점을 고려하여 최근에는 리드프레임을 사용하는 대신에 인쇄회로기판에 반도체칩을 탑재하는 새로운 패키징기술이 제안되기 시작하였다. 이처럼 반도체칩을 인쇄회로기판에 탑재한 패키지를 통상적으로 마이크로카드형 패키지라고 불리어지고 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 람버스(rambus)사의 마이크로카드형 패키지의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 NEC사의 마이크로카드형 패키지의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 3은 종래 기술에 의한 SINKO사의 마이크로카드형 패키지의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로카드형 패키지(10)는 반도체칩(11)이 다이본딩용 접착제(도시 안됨)에 의해 인쇄회로기판(13)의 상부면 중앙부에 다이본딩되고, 반도체칩(11)의 본딩패드들(도시 안됨)이 본딩와이어(15)에 의해 인쇄회로기판(13)의 와이어본딩용 접속패턴들(도시 안됨)에 각각 대응하여 전기적 연결되고, 반도체칩(11) 및 본딩와이어(15)가 봉지체(17)에 의해 봉지되고, 외부방열부(19)가 열전도성 접착제(도시 안됨)에 의해 인쇄회로기판(13)의 하부면에 부착되는 구조로 이루어져 있다. 여기서, 외부접속단자들(13a)이 외부접속 가능하도록 인쇄회로기판(13)의 상부면 일측단을 따라 일정 간격을 두고 배열되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로카드형 패키지(20)는 반도체칩(21)이 다이본딩용 접착제(도시 안됨)에 의해 인쇄회로기판(23)의 상부면 중앙부에 다이본딩되고, 반도체칩(21)의 본딩패드들(도시 안됨)이 본딩와이어(25)에 의해 인쇄회로기판(23)의 와이어본딩용 접속패턴들(도시 안됨)에 각각 대응하여 전기적 연결되고, 반도체칩(21) 및 본딩와이어(25)가 봉지체(27)에 의해 봉지되는 구조로 이루어져 있다. 여기서, 외부접속단자들(23a)이 외부접속 가능하도록 인쇄회로기판(23)의 상부면 일측단을 따라 일정 간격을 두고 배열되어 있다. 또한, 방열부(23b)가 인쇄회로기판의 제조시 인쇄회로기판(23)의 하부면에 형성된 35μm 두께의 구리(Cu) 필름이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로카드형 패키지(30)는 외부방열부(39)가 열전도성 접착제(도시 안됨)에 의해 관통홀(33b)을 갖는 인쇄회로기판(33)의 하부면에 부착되고, 반도체칩(31)이 관통홀(33b) 내에 위치하도록 다이본딩용 접착제(도시 안됨)에 의해 외부방열부(39)에 다이본딩되고, 반도체칩(31)의 본딩패드들(도시 안됨)이 본딩와이어(35)에 의해 인쇄회로기판(33)의 와이어본딩용 접속패턴들(도시 안됨)에 각각 대응하여 전기적 연결되고, 반도체칩(31) 및 본딩와이어(35)가 봉지체(37)에 의해 봉지되는 구조로 이루어져 있다. 여기서, 외부접속단자들(33a)이 외부접속 가능하도록 인쇄회로기판(33)의 상부면 일측단을 따라 일정 간격을 두고 배열되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 마이크로카드형 패키지들에서는 고속 동작을 하는 반도체칩(11),(21)에서 발생한 열이 인쇄회로기판(13),(23)을 가로질러 방열부(19),(29)에서 방열되거나 반도체칩(31)에서 발생한 열이 인쇄회로기판(33)을 가로지르지 않고 직접 방열부(39)에서 방열된다.

그러나, 방열부(19),(29),(39)가 인쇄회로기판(13),(23),(33)의 하부면에 위치하고 있으므로 반도체칩(11),(21)에서의 열이 반도체칩(11),(21)과 인쇄회로기판(13),(23),(33)을 지나는 동안 많은 열전달 장애를 받는다. 이는 반도체소자들(도시 안됨)이 반도체칩의 상부면 표면에 형성되어 있어 반도체칩과 인쇄회로기판의 두께의 합에 해당하는 거리만큼 열전달 경로가 길어지기 때문이다. 결국, 종래의 마이크로카드는 자체의 구조 특성상 낮은 열방출도를 갖고 있어 반도체칩들의 열적 특성을 개선하는데 한계가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 인쇄회로기판에 부착하는 방열부의 위치를 변경하여 열방출도를 향상시키도록 한 마이크로카드형 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 람버스(rambus)사의 마이크로카드형 패키지의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 NEC사의 마이크로카드형 패키지의 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 종래 기술에 의한 SINKO사의 마이크로카드형 패키지의 구조를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 마이크로카드형 패키지의 구조를 나타낸 요부절개도.

도면의주요부분에대한부호의설명

10,20,30: 마이크로카드형 패키지 11,21,31: 반도체칩 13,23,33: 인쇄회로기판 13a, 23a,33a: 외부접속단자 15,25,35: 본딩와이어 17,27,37: 봉지체 19: 방열부 기판 23b: 방열부 33b: 관통홀 39: 방열부 40: 마이크로카드형 패키지 41: 반도체칩 43: 인쇄회로기판 43a: 외부접속단자 45: 본딩와이어 47: 방열부 47a: 관통홀 49: 봉지체

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 마이크로카드형 패키지는 본딩패드들을 갖는 반도체칩; 상기 반도체칩을 다이본딩용 접착제에 의해 상부면의 중앙부에 다이본딩하며, 상기 상부면의 일측 가장자리에 배열된 외부접속단자들을 가지며 상기 상부면 소정 영역에 형성된 와이어본딩용 접속패턴들을 갖는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상부면 소정 영역에 소정의 접착제에 의해 접착되는 방열부; 상기 본딩패드들을 상기 와이어본딩용 접속패턴들에 각각 대응하여 전기적 연결하는 본딩와이어; 그리고 상기 반도체칩 및 상기 본딩와이어를 봉지하는 봉지체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 마이크로카드형 패키지의 제조방법은 본딩패드들을 갖는 반도체칩을 다이본딩용 접착제에 의해 인쇄회로기판의 상부면 중앙부에 다이본딩하는 단계; 상기 인쇄회로기판의 상부면 소정 영역에 소정의 접착제에 의해 방열부를 접착하는 단계; 상기 반도체칩의 본딩패드들을 본딩와이어에 의해 상기 인쇄회로기판의 상부면 상의 와이어본딩용 접속패턴들에 전기적 연결하는 단계; 그리고 상기 반도체칩과 상기 본딩와이어를 봉지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 인쇄회로기판의 상부면에 반도체칩 및 방열부를 부착하여 열방출도를 향상시켜 반도체칩의 고속 신호전달을 안정화시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 마이크로카드형 패키지 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 의한 마이크로카드형 패키지의 구조를 나타낸 요부절개도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 마이크로카드형 패키지(40)는 반도체칩(41)이 다이본딩용 접착제(도시 안됨)에 의해 인쇄회로기판(43)의 상부면 중앙부에 다이본딩되고, 반도체칩(41)의 본딩패드들(도시 안됨)이 본딩와이어(45)에 의해 인쇄회로기판(43)의 와이어본딩용 접속패턴들(도시 안됨)에 각각 대응하여 전기적 연결되고, 방열부(47)가 소정의 접착제(도시 안됨)에 의해 반도체칩(41) 및 본딩와이어(45)를 관통홀(47a) 내에 위치시키며 인쇄회로기판(43)의 상부면에 접착되고, 반도체칩(41) 및 본딩와이어(45)가 봉지체(49)에 의해 봉지되는 구조로 이루어져 있다.

여기서, 외부접속단자들(43a)이 외부접속 가능하도록 인쇄회로기판(43)의 상부면 장변 일측단을 따라 일정 간격을 두고 배열되어 있다. 또한, 방열부(47)는 4개의 외측부가 열방출도 증대를 위한 핀(fin) 구조를 가지며 열전도도가 우수한 알루미늄 또는 구리계 합금의 리드프레임 또는 순수 구리의 리드프레임으로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 마이크로카드형 패키지의 제조방법을 설명하면, 먼저, 고열을 발생시키는 고속용 반도체칩(41)을 준비한다. 또한, 열방출용 방열부(47), 예를 들어 열전도도가 우수한 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)계 합금의 리드프레임 또는 순수 구리의 리드프레임을 준비하여 놓는다. 여기서, 방열부(47)의 상부면 중앙부에 반도체칩(41)을 삽입할 수 있을 정도의 사각형 관통홀(47a)이 형성되고, 4개의 각 외측부가 열방출도 증대를 위한 복수개의 핀(fin) 형태로 이루어져 있다.

이어서, 반도체칩(41)을 다이본딩용 접착제(도시 안됨)에 의해 인쇄회로기판(43)의 상부면 중앙부에 다이본딩한다.

그리고 나서, 반도체칩(41)을 관통홀(47a) 내에 위치시키며 방열부(47)를 소정의 접착제(도시 안됨)에 의해 인쇄회로기판(43)의 상부면에 접착시킨다. 이때, 방열부(47)의 일측부의 긴 핀들이 인쇄회로기판(43)의 외부접속단자들(43a)이 형성된 일측단부에 대향하는 타측단부를 지나서 공간으로 연장되어 있다.

한편, 인쇄회로기판(43)의 와이어본딩용 접속패턴들(도시 안됨)이 반도체칩(41)의 가장자리와 관통홀(47a)의 가장자리 사이에 위치하고 있어야 함은 당연하다.

이후, 반도체칩(41)의 본딩패드들(도시 안됨)을 본딩와이어(45)에 의해 상기 와이어본딩용 접속패턴들(도시 안됨)에 각각 대응하여 전기적 연결한다.

마지막으로, 반도체칩(41)과 본딩와이어(45)를 외부환경으로부터 보호하기 위해 봉지체(49), 예를 들어 성형수지에 의해 봉지한다.

따라서, 본 발명은 반도체칩(41)에서 발생한 열을 인쇄회로기판(43)의 상부면 표면을 따라 방열부(47)로 전달하여 열방출도를 증가시킨다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 마이크로카드 및 그 제조방법에서는 인쇄회로기판의 상부면에 반도체칩과 방열부를 부착하여 반도체칩에서 발생한 열을 반도체칩의 상부면을 따라 방열부로 전달한다. 따라서, 본 발명은 방열부의 열방출도를 증가시켜 반도체칩의 고속화 동작을 안정화시킨다.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상과 관점을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

Claims (16)

1. 본딩패드들을 갖는 반도체칩;

   상기 반도체칩을 다이본딩용 접착제에 의해 상부면의 중앙부에 다이본딩하는 인쇄회로기판;

   상기 인쇄회로기판의 상부면 소정 영역에 소정 접착제에 의해 접착되는 방열부;

   상기 본딩패드들을 상기 인쇄회로기판의 와이어본딩용 접속패턴들에 각각 대응하여 전기적 연결하는 본딩와이어; 그리고

   상기 반도체칩 및 상기 본딩와이어를 봉지하는 봉지체를 포함하는 마이크로카드형 패키지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방열부가 리드프레임인 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 리드프레임이 열전도도가 우수한 알루미늄 및 구리의 리드프레임 또는 순수 구리의 리드프레임중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방열부의 중앙부에 상기 반도체칩을 삽입하는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 방열부의 각 외측부가 열방출도 증가를 위해 핀 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 방열부의 소정 외측부의 핀들이 상기 인쇄회로기판의 소정 외측부 가장자리를 지나가도록 길게 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 핀들이 상기 인쇄회로기판의 외부접속단자들이 형성된 일측 외측부에 대향하는 타측 외측부 가장자리를 지나가도록 길게 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 관통홀 내에 상기 와이어본딩할 접속패턴들이 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지.
9. 본딩패드들을 갖는 반도체칩을 다이본딩용 접착제에 의해 인쇄회로기판의 상부면 중앙부에 다이본딩하는 단계;

   상기 인쇄회로기판의 상부면 소정 영역에 소정의 접착제에 의해 방열부를 접착하는 단계;

   상기 반도체칩의 본딩패드들을 본딩와이어에 의해 상기 인쇄회로기판의 와이어본딩용 접속패턴들에 전기적 연결하는 단계; 그리고

   상기 반도체칩과 상기 본딩와이어를 봉지하는 단계를 포함하는 마이크로카드형 패키지의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 방열부로서 리드프레임을 사용한 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 리드프레임으로서 열전도도가 우수한 알루미늄 및 구리의 리드프레임 또는 순수 구리의 리드프레임중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지의 제조방법.
12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 방열부의 중앙부에 상기 반도체칩을 삽입하는 관통홀을 형성한 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지의 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 방열부의 각 외측부를 열방출도 증가를 위해 핀 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지의 제조방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 방열부의 소정 외측부의 핀들을 상기 인쇄회로기판의 소정 외측부 가장자리를 지나가도록 길게 형성한 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지의 제조방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 핀들을 상기 인쇄회로기판의 외부접속단자들이 위치한 상부면 일측 외측부에 대향하는 타측 외측부 가장자리를 지나 가도록 길게 형성한 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지의 제조방법.
16. 제 12 항에 있어서, 상기 관통홀 내에 상기 와이어본딩할 접속패턴들을 위치시키는 것을 특징으로 하는 마이크로카드형 패키지의 제조방법.