KR20000045081A

KR20000045081A - 반도체패키지 구조

Info

Publication number: KR20000045081A
Application number: KR1019980061607A
Authority: KR
Inventors: 유덕수
Original assignee: 마이클 디. 오브라이언; 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2000-07-15

Abstract

본 발명은 반도체패키지 구조에 관한 것이다.

종래 가요성회로기판을 사용하는 반도체패키지는 가요성회로기판(1)의 상면에 실장된 반도체칩(2)과 와이어(4)를 몰드컴파운드(5)로 완전히 봉함 성형하는 구조로 되어 있기 때문에 몰드컴파운드(5)와 열팽창계수 차에 의하여 수지필림으로 된 가요성회로기판(1)의 휨변형을 일으켜 이로 인해 반도체칩(2)의 크랙(Crack) 및 솔더볼(6)의 편평도(Coplanarity) 불량을 초래하였다.

이에, 본 발명에서는 가요성회로기판(1)의 상면에 부착된 반도체칩(2)의 상면에 방열기능을 갖는 열방출프레임(10)을 설치하는 구성을 통해 몰드컴파운드(5)의 양을 줄여 열팽창계수 차에 의한 부피변화율을 최소화함으로써 가요성회로기판(1)의 휨변형을 예방시켜 고품질의 반도체패키지를 제공토록 한 것이다.

Description

반도체패키지 구조

본 발명은 반도체패키지에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 가요성회로기판의 저면에 솔더볼을 부착한 반도체패키지의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체패키지는 그 내부에 반도체칩을 비롯한 고밀도의 회로를 내장하게 되는 관계로 외부환경(외력, 먼지, 습기, 전기적 열적 부하 등)으로부터 회로를 보호하고 반도체칩의 성능을 극대화하기 위하여 금속재질의 리드프레임이나 회로패턴이 실장된 플라스틱 스트립자재를 이용해 신호의 입출력단자를 형성하고 봉지수단(몰드컴파운드에 의한 성형화 또는 코팅화)으로 패키지성형한 납짝한 형태의 구조(표면실장형)를 취하게 된다.

한편, 근자 전자기기의 고성능화와 더불어 휴대용화가 진행됨에 따라 이러한 전자기기에 사용되는 반도체패키지 또한 고집적화, 초경량화, 소형화, 박형화되는 경향으로 이미 패키지의 양측(또는 사방)으로 리드를 형성한 반도체패키지 구조에서 패키지의 하면에 솔더볼(Solder Ball)을 형성한 BGA(Ball Grid Array) 반도체패키지의 출현을 보게 되었다. 통상 BGA반도체패키지는 회로패턴이 인쇄된 플라스틱회로기판을 사용하게 되는데 그 가격이 고가인 관계로 최근에는 수지(PI계열)필림의 가요성회로기판을 이용한 fBGA반도체패키지(Flexible Ball Grid Array)가 많이 사용되고 있다.

이 fBGA반도체패키지의 구성을 보면, 가요성회로기판(1)의 상면 중앙에 접착제(3)를 사용하여 반도체칩(2)을 부착하고, 이 반도체칩(2)과 가요성회로기판(1)에 인쇄된 회로패턴을 와이어(4)로 연결한 후 몰드컴파운드(5)로 성형하고, 상기 가요성회로기판(1)의 저면에 솔더볼(6)을 부착하는 구조로 되어 있음을 볼 수 있다(도1).

그러나, 종래의 fBGA반도체패키지는 가요성회로기판(1)의 상면에 실장된 반도체칩(2)과 와이어(4)를 몰드컴파운드(5)로 완전히 봉함 성형하는 구조로써, 회로기판이 단단한 플락스틱재의 경우에는 휨변형이 발생하지 않았으나 수지필림으로 된 가요성회로기판(1)을 사용하는 경우에는 몰드컴파운드(5)와 가요성회로기판(1)의 열팽창계수 차에 의하여 필림형태의 가요성회로기판(1)이 휘어지는 변형(Warpage)이 발생하여 이로 인해 반도체칩(2)의 크랙(Crack) 및 솔더볼(6)의 편평도(Coplanarity) 불량을 초래하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명에서는 가요성회로기판의 상면에 봉함되는 몰드컴파운드의 양을 적게하여 열팽창계수 차에 의해 발생하는 부피변화율을 최소화 할 수 있는 구조를 제안하게 된 것으로써,

본 발명의 목적은 가요성회로기판의 상면에 부착된 반도체칩의 상면에 방열기능을 갖는 열방출프레임을 설치하는 구성을 통해 몰드컴파운드의 양을 줄여 열팽창계수 차에 의해 발생하는 부피변화율을 최소화함으로써 가요성회로기판의 휨변형을 예방할 수 있는 반도체패키지를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 가요성회로기판을 이용한 반도체패키지의 구성도(가요성회로기판의 휨변형이 발생된 상태)

도 2는 본 발명의 반도체패키지의 구성도

도 3은 도2의 평면도

도 4은 본 발명의 반도체칩 상부에 부착되는 열방출프레임의 형상도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 가요성회로기판 2 : 반도체칩

3 : 접착제 4 : 와이어

5 : 몰드컴파운드 6 : 솔더볼

10 : 열방출프레임

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체패키지 구조는 다음과 같은 특징을 제공한다.

가요성회로기판(1)을 사용하며 저면에는 솔더볼(6)을 부착하여서 이루어지는 는 반도체패키지를 구성함에 있어서,

상기 가요성회로기판(1)에 부착되는 반도체칩(2)의 상면에 몰드컴파운드(5)의 양을 줄임과 동시에 방열기능을 갖는 열방출프레임(10)을 설치하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 반도체칩(2)과 열방출프레임(10)의 양 측면으로만 몰드컴파운드(5)가 성형되므로 그 양을 줄일 수 있어 가요성회로기판(1)과의 열팽창계수 차에 의한 부피변화율을 최소화 할 수 있기 때문에 가요성회로기판(1)의 휨변형을 예방하는 효과를 거두게 된다.

(실시예)

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 반도체패키지의 단면 구성을 보인 것이고, 도3은 도2의 평면도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 반도체패키지는 가요성회로기판(1)에 부착되는 반도체칩(2)의 상면에 방열기능을 갖는 열방출프레임(10)을 설치하여 동 열방출프레임(10)의 표면이 몰드컴파운드(5)의 외부로 노출되도록 한 것이다.

상기 열방출프레임(10)은 몰드컴파운드(5)와의 열팽창계수가 동일하거나 유사한 플라스틱 등의 수지재질로 구성되는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 열방출 효과가 뛰어난 금속(예; 가능하면 몰드컴파운드(5)와 열팽창계수가 유사한 금속)판으로 구성할 수도 있다.

상기 열방출프레임(10)의 형상은 중앙에 형성되는 몸체(10a)는 사각형태를 이루고 몸체(10a)의 네 모서리 쪽으로는 다리(10b)가 길게 돌출되어 있다.

상기 열방출프레임(10)의 몸체(10a)는 그 크기가 가요성회로기판(1)에 부착되는 반도체칩(2)보다 작게 구성된다. 즉 반도체칩(1) 상면의 가장자리에 설치되어 있는 본드패드(2a)와 겹쳐지지 않는 범위내에서 반도체칩(2)보다는 작으면서 최대한 크게 사각형태로 구성된다. 그리고 상기 몸체(10a)의 네 모서리 쪽으로 길게 돌출형성되는 다리(10b)는 몰드컴파운드(5)의 성형영역에 근접되게 설치된다.

따라서, 본 발명의 반도체패키지에는 반도체칩(2)과 열방출프레임(10)이 설치되는 부위에는 몰드컴파운드(5)가 성형되지 아니 하고 그 둘레에만 몰드컴파운드(5)의 성형이 이루어지기 때문(종래의 반도체패키지보다 열방출프레임(10)이 부피만큼 몰드컴파운드(5)의 사용량이 줄어든 상태)에 사용되는 몰드컴파운드(5)의 양이 적어 가요성회로기판(1)과의 열팽창계수 차에 의한 부피변화율을 크게 줄일 수 있는 것이며, 또한 반도체칩(2)에서 발생하는 고열이 반도체칩(2)의 상면에 설치되는 열전도성이 우수한 열방출프레임(10)을 통하여 외부로 바로 배출될 수 있기 때문에 반도체패키지의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 것이다. 그리고 상기 반도체칩(2)의 상면에 부착 설치되는 열방출프레임(10)은 몸체(10a)의 네 모서리 쪽으로 긴 다리(10b)를 형성하고 있어 몰드컴파운드(5)와의 결합력을 가일층 강화시킬 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 반도체칩(2)과 열방출프레임(10)의 양 측면으로만 몰드컴파운드(5)가 성형되므로 그 양을 줄일 수 있어 가요성회로기판(1)과의 열팽창계수 차에 의해서 발생하는 부피변화율을 최소화 할 수 있기 때문에 가요성회로기판(1)의 휨변형을 예방하는 효과를 얻게 되는 것이다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 반도체패키지 구조를 설명하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것이며, 본 발명은 상기한 실시예에 한정하지 않고 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims

가요성회로기판(1)을 사용하며 저면에는 솔더볼(6)을 부착하여서 이루어지는 는 반도체패키지를 구성함에 있어서,

상기 가요성회로기판(1)에 부착되는 반도체칩(2)의 상면에 몰드컴파운드(5)의 양을 줄이기 위한 열방출프레임(10)을 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 구조.
제 1항에 있어서, 상기 열방출프레임(10)이 방열기능을 갖도록 열전도성의 금속으로 형성함을 특징으로 하는 반도체패키지 구조.
제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열방출프레임(10)을 구성하되, 사각형상으로 이루어지는 몸체(10a)가 반도체칩(2) 상면에 설치된 본드패드(2a)의 안쪽으로 위치하도록 반도체칩(2)보다 작게 형성되고, 동시에 몸체(10a)의 네 모서리 쪽으로 다리(10a)를 길게 돌출 형성함을 특징으로 하는 반도체패키지 구조.