KR20000011838U - 볼 그리드 어레이 패키지 - Google Patents

Abstract

본 고안은 볼 그리드 어레이 패키지에 관한 것으로, 다이패들이 타이바에 의해 지지된 히트싱크와, 이 히트싱크의 상면에 부착되며 중앙에 캐비티가 형성된 인쇄회로기판과, 이 인쇄회로기판의 캐비티를 통과하여 상기 히트싱크의 다이패들에 안착 고정되는 반도체 칩과, 이 반도체 칩의 칩패드와 상기 인쇄회로기판의 패턴을 전기적으로 연결하는 금속와이어와, 상기 히트싱크의 저면으로 돌출되도록 에폭시 수지로 밀봉하여 상기 반도체 칩 및 금속와이어를 보호하는 밀봉부와, 상기 인쇄회로기판의 상면에 부착되어 외부 연결단자를 이루는 수개의 솔더볼로 구성되며, 프레임 단위로 밀봉공정을 진행함으로써 에폭시 액상수지의 밀봉 시간을 줄여 생산성을 향상시키고, 아울러 제조가 완료된 패키지를 트레이에 적층 포장 가능하도록 액상수지를 히트싱크 저면으로 돌출 밀봉함으로써 트레이의 부피를 줄일 수 있게 된다.

Description

볼 그리드 어레이 패키지

본 고안은 볼 그리드 어레이 패키지에 관한 것으로, 프레임 단위로 패키지를 제조하여 생산성을 향상시키고, 아울러 트레이에 적재 포장시 각각의 패키지를 적층할 수 있도록 함으로써 트레이의 부피를 줄여 비용을 절감할 수 있는 볼 그리드 어레이 패키지에 관한 것이다.

일반적으로 볼 그리드 어레이 패키지는 칩 패드와 연결되는 패키지의 전기적 연결 단자로 솔더볼을 패키지의 실장면에 배열, 부착하는 것으로, 주어진 면적에서 다핀을 실현할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있는데, 이와 같은 볼 그리드 어레이 패키지는 외부 단자의 길이가 짧아서 외부 충격으로부터 휨 발생이 방지되고, 전기적인 신호의 전달이 용이하며, 아울러 패키지를 실장시 노(Furnace)에서 일시에 리플로우(Reflow)시켜서 실장함으로써 실장 시간이 단축되는 장점이 있다.

도 1은 종래 볼 그리드 어레이 패키지를 보인 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 종래 볼 그리드 어레이 패키지는 중앙에 캐비티가 형성된 다층 인쇄회로기판(1)의 저면에 히트싱크(2)를 부착하고, 상기 인쇄회로기판(1)의 캐비티를 관통하여 히트싱크(2)의 상면에 에폭시 접착제(A)를 이용하여 반도체 칩(3)을 부착하며, 이 반도체 칩(3)의 칩패드(3a)와 인쇄회로기판(1)의 패턴과 연결된 접속단자(1a)를 금속와이어(4)로 연결하여 상호간의 전기적 연결을 도모하고, 상기 반도체 칩(3)과 금속와이어(4)를 보호하기 위해 상기 반도체 칩(3)이 삽입 관통된 인쇄회로기판(1)의 캐비티에 에폭시 액상수지(E)를 주사하여 밀봉부(6)를 형성하며, 상기 인쇄회로기판(1)의 상면에 인쇄회로기판(1)에 형성된 패턴과 연결되도록 외부 연결단자인 솔더볼(7)을 부착하여 제조된다.

도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 의한 밀봉공정을 순차적으로 보인 종단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 인쇄회로기판(1)과 반도체 칩(3)을 전기적으로 연결하는 와이어본딩 공정이 완료된 패키지에서 상기 인쇄회로기판(1)의 상면에 시린지(Syringe)(S)를 이용하여 댐(8)을 형성하고, 이 댐(8)을 경계로 그 내측에 시린지(S)를 이용하여 에폭시 액상수지(E)를 주사한 후, 소정 시간동안 열을 가하여 상기 액상수지(E)가 경화되도록 하여 밀봉부(6)를 형성한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 단일 패키지 단위로 액상수지(E)를 주사하여 몰딩 공정을 진행하게 되므로 공정시간이 증가하게 되며, 액상수지(E)가 밀봉된 후 경화되는 데에도 상당한 시간이 요구되므로 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 제조가 완료된 패키지를 트레이(T)에 포장시 솔더볼(7)의 위치가 밀봉부(6)의 위치보다 높기 때문에 다층으로 적층시 하측에 위치한 패키지의 솔더볼이 그 위에 적층된 패키지의 히트싱크에 의해 손상이 발생하게 되므로 종래에는 적층 포장을 하지 못하여 트레이(T)의 부피가 증대되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액상수지를 밀봉하는 시간을 줄여 생산성을 향상시키고, 아울러 제조가 완료된 패키지를 적층 운반 가능하도록 액상수지를 밀봉함으로써 트레이의 부피를 줄일 수 있는 볼 그리드 어레이 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 볼 그리드 어레이 패키지를 보인 종단면도.

도 2a 내지 도 2d는 종래 볼 그리드 어레이 패키지의 밀봉 공정을 진행하는 과정을 순차적으로 보인 종단면도.

도 3은 본 고안에 의한 볼 그리드 어레이 패키지를 보인 종단면도.

도 4는 본 고안에 의한 볼 그리드 어레이 패키지용 히트싱크를 보인 평면도.

도 5는 본 고안의 볼 그리드 어레이 패키지의 밀봉 공정을 보인 종단면도.

도 6은 본 고안의 솔더볼 마운팅 공정을 보인 종단면도.

도 7은 본 고안의 반도체 패키지가 트레이에 적재된 상태를 보인 종단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 ; 히트싱크 12 ; 다이패들

12a ; 딤플 13 ; 타이바

13a ; 로킹홀 20 ; 인쇄회로기판

30 ; 반도체 칩 40 ; 금속와이어

50 ; 밀봉부 60 ; 솔더볼

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 다이패들이 타이바에 의해 지지된 히트싱크와, 이 히트싱크의 상면에 부착되며 중앙에 캐비티가 형성된 인쇄회로기판과, 이 인쇄회로기판의 캐비티를 통과하여 상기 히트싱크의 다이패들에 안착 고정되는 반도체 칩과, 이 반도체 칩의 칩패드와 상기 인쇄회로기판의 패턴을 전기적으로 연결하는 금속와이어와, 상기 히트싱크의 저면으로 돌출되도록 에폭시 수지로 밀봉하여 상기 반도체 칩 및 금속와이어를 보호하는 밀봉부와, 상기 인쇄회로기판의 상면에 부착되어 외부 연결단자를 이루는 수개의 솔더볼로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 볼 그리드 어레이 패키지를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 볼 그리드 어레이 패키지는 도 3에 도시한 바와 같이, 히트싱크(10)의 상면에 부착되는 다층 인쇄회로기판(20)과, 상기 히트싱크(10)의 다이 패들(12)에 안착 고정되는 반도체 칩(30)과, 이 반도체 칩(30)의 칩패드(31)와 상기 인쇄회로기판(20)의 패턴을 전기적으로 연결하는 금속와이어(40)와, 상기 반도체 칩(30) 및 금속와이어(40)를 보호하기 위해 그 외부를 에폭시 수지로 감싸는 밀봉부(50)와, 상기 인쇄회로기판(20)의 상면에 부착되어 외부 연결단자를 이루는 수개의 솔더볼(60)로 구성된다.

상기 히트싱크(10)는 도 4에 도시한 바와 같이 수개가 한 유니트로 이루어진 프레임 형태로서, 장방형의 히트싱크 몸체(11)로부터 일정 간격을 두고 그 중앙에 반도체 칩(30)이 안착 고정되도록 장방형의 다이패들(12)이 형성되며, 이 다이패들(12)은 네 모서리에 연결된 타이바(13)에 의해 상기 히트싱크 몸체(11)에 지지된다.

그리고 상기 다이패들(12)의 상면에는 수개의 딤플(12a)을 형성하여 다이본딩시 반도체 칩(30)과의 접착성을 향상시키고, 상기 각각의 타이바(13)에는 로킹홀(Locking Hole)(13)을 형성하여 밀봉공정을 진행시 에폭시 수지가 상기 로킹홀(13)을 통과하여 경화되도록 함으로써 히트싱크(10)의 고정성을 향상시킨다.

이와 같은 히트싱크를 이용하여 본 고안에 따른 반도체 패키지를 제조하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

히트싱크 몸체(11)에 접착제를 도포하여 다층 인쇄회로기판(20)을 부착하고, 히트싱크(10)의 다이패들(12) 상면에 접착제(A)를 도포하고 그 위에 반도체 칩(30)을 부착하는 다이본딩 공정을 진행하며, 상기 반도체 칩(30)의 칩패드(31)와 인쇄회로기판(20)의 접속단자(21)를 금속와이어(40)를 이용하여 전기적인 연결을 도모하는 와이어본딩 공정을 진행한다.

그후, 도 5에 도시한 바와 같이, 상부 및 하부로 분리된 몰드금형(51)(52) 사이에 형성된 몰드 캐비티(53)에 상기 와이어본딩이 완료된 패키지를 내재시키고, 상기 몰드 캐비티(53) 내부에 에폭시 액상수지(E)를 주입하여 밀봉공정을 진행한다.

도 5에서 미설명부호 (54)는 에폭시 액상수지를 몰드금형(51)(52)의 캐비티 내부로 유입시켜 주는 트랜스퍼이다.

이와 같이 본 고안에서는 프레임 단위로 밀봉공정을 진행하기 때문에 종래의 밀봉 공정시 각각의 패키지에 개별적으로 에폭시 액상수지(E)를 주사할 때보다 밀봉 공정시간을 단축하게 됨과 아울러 생산성을 향상시키게 된다.

그후, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 인쇄회로기판(20)의 상면에 솔더볼(60)을 부착하여 실장시 외부 연결단자로 이용하고, 프레임으로 이루어진 히트싱크(10)를 칩 단위로 절단하여 단품 패키지의 제조를 완료한다.

한편, 상기 밀봉부(50)는 상기 히트싱크(10)의 저면 위치보다 소정량 돌출되도록 형성함으로써, 도 7에 도시한 바와 같이 트레이(T)에 적재하여 이송할 때 솔더볼(60)에 손상이 가지 않도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 볼 그리드 어레이 패키지는 프레임 단위로 밀봉공정을 진행함으로써 에폭시 액상수지의 밀봉 시간을 줄여 생산성을 향상시키고, 아울러 제조가 완료된 패키지를 트레이에 적층 포장 가능하도록 액상수지를 히트싱크의 저면으로 소정량 돌출 밀봉함으로써 트레이의 부피를 줄일 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 다이패들이 타이바에 의해 지지된 히트싱크와, 이 히트싱크의 상면에 부착되며 중앙에 캐비티가 형성된 인쇄회로기판과, 이 인쇄회로기판의 캐비티를 통과하여 상기 히트싱크의 다이패들에 안착 고정되는 반도체 칩과, 이 반도체 칩의 칩패드와 상기 인쇄회로기판의 패턴을 전기적으로 연결하는 금속와이어와, 상기 히트싱크의 저면으로 돌출되도록 에폭시 수지로 밀봉하여 상기 반도체 칩 및 금속와이어를 보호하는 밀봉부와, 상기 인쇄회로기판의 상면에 부착되어 외부 연결단자를 이루는 수개의 솔더볼로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지.
2. 제 1항에 있어서, 상기 히트싱크의 다이패들 상면에는 수개의 딤플을 형성하는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지.
3. 제 1항에 있어서, 상기 히트싱크의 타이바에는 로킹홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지.