KR20010025782A

KR20010025782A - 에프비지에이 패키지

Info

Publication number: KR20010025782A
Application number: KR1019990036803A
Authority: KR
Inventors: 전병석
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-04-06
Also published as: KR100575587B1

Abstract

본 발명은 폴리이미드 테이프(Polyimide tape)를 이용한 에프비지에이 패키지(FBGA package)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 폴리이미드 테이프의 윈도우를 통하여 본딩되는 빔 리드가 반도체 칩의 본딩패드 위로 정확하게 본딩되지 못하거나 또는 빔 리드가 휘는 벤트 리드 불량으로 말미암아 본딩이 이루어지지 못하는 등의 공정 불량을 방지하기 위한 것이며, 이를 위하여 폴리이미드 테이프의 필름을 빔 리드의 본딩부에 대응하는 부분에 한하여 윈도우 방향으로 소정의 길이만큼 연장하여 필름 덮개를 형성한 구조를 개시하고, 또는 윈도우의 일면을 기준으로 빔 리드가 45°의 기울기로 배열된 경우 윈도우 외곽 방향의 모서리에서 필름을 연장하여 모서리에 대응하는 본딩부의 일부분을 덮는 필름 덮개를 형성한 구조를 개시하며, 이러한 구조들을 통하여 빔 리드가 오버 플로우(Over flow)된 탄성중합체에 접촉되어 본딩 불량이 발생하거나 또는 벤트 리드 불량으로 말미암아 본딩이 이루어지지 않는 등의 빔 리드 본딩 공정의 불량을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 에프비지에이 패키지의 생산효율을 향상할 수 있다.

Description

에프비지에이 패키지 { Fine pitch ball grid array package }

본 발명은 폴리이미드 테이프(Polyimide tape)를 이용한 에프비지에이 패키지(FBGA package ; Fine pitch Ball Grid Array package ; 이하 "FBGA 패키지"라 한다)에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 폴리이미드 테이프의 윈도우(Window) 형태를 개선하여 빔 리드 본딩(Beam lead bonding) 공정의 불량을 방지하는 것을 구조적 특징으로 하는 FBGA 패키지에 관한 것이다.

반도체 패키지 제조 기술이 고집적화, 경박단소화 되는 추세에 맞추어 다양한 형태의 패키지 형태가 개발되어 왔으며, 그 중에서 빔 리드가 구비된 폴리이미드 테이프를 이용하여 반도체 패키지를 제조하는 소위 FBGA 패키지 형태가 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 FBGA 패키지(100)의 일부를 도시한 단면도이며, 도 1을 참고로 하여 일반적인 FBGA 패키지의 구조를 설명한다.

종래의 FBGA 패키지(100)는 전형적인 반도체 패키지와는 달리 본딩 와이어를 사용하지 않고 폴리이미드 테이프(50)를 사용하는 것을 특징으로 한다. 폴리이미드 테이프(50)는 하면에 빔 리드(30)가 형성되고, 상면에 빔 리드의 일단이 노출되어 솔더 볼(70)이 접착될 수 있는 개구부(42)가 형성되며, 반도체 칩(10)의 본딩패드(12)에 대응하여 빔 리드의 본딩부(32)가 노출되도록 윈도우(44)가 형성된 필름(40)으로 구성된다.

반도체 칩(10)의 활성면 위로 폴리이미드 테이프(50)가 탄성중합체(20 ; Elastomer)가 개재되어 접착되고, 필름(40)의 윈도우(44)를 통해 십자형 단면의 본딩 툴(Bonding tool ; 도시되지 않음)이 빔 리드의 본딩부(32)를 눌러 주어 빔 리드가 본딩패드(12) 위로 본딩된 후, 개구부(42)를 통해 솔더 볼(70)이 빔 리드의 일단 위로 접착될 수 있다.

마지막으로 빔 리드가 본딩된 영역을 중심으로 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC ; Epoxy Molding Compound)와 같은 성형수지(60)가 몰딩되어 FBGA 패키지(100)가 완성된다.

FBGA 패키지에서 탄성중합체는 폴리이미드 테이프와 반도체 칩을 접착하여 고정시키는 역할을 하며, 외부로부터 공급되는 열에 의해 반도체 칩의 활성면과 폴리이미드 테이프의 하면을 접착한다. 이때, 탄성중합체는 열에 의해 팽창될 수 있기 때문에 오버 플로우(Over flow)되어 도 1의 도면부호 22와 같이 필름의 윈도우 영역으로 확대될 수 있다.

이와 같이 필름의 윈도우 영역으로 확대된 탄성중합체는 빔 리드가 본딩될 때 빔 리드의 루프 형성에 영향을 줄 수 있으며, 이로 인하여 결국 빔 리드 본딩 부위의 신뢰성을 저하시키는 요소가 될 수 있다.

탄성중합체(Elastomer)의 오버 플로우 되는 영역을 일정한 기준치 이하로 조절하기 위하여 탄성중합체의 크기를 윈도우를 기준으로 약 25㎛ 안쪽으로 제한하는 방법을 적용하고 있으나, 실제 적용과정에서 작업자가 이를 정확히 조절하는 데 어려움이 있다.

또한 폴리이미드 테이프의 빔 리드들은 구조상 윈도우의 일면에 직각으로 배열되거나 45°의 기울기로 배열될 수 있다. 도 2는 종래의 폴리이미드 테이프의 일 예 - 즉, 빔 리드가 45°의 기울기로 배열된 예 - 를 도시한 평면도이다.

도 2의 B 부분에 도시된 바와 같이 빔 리드들은 45°의 기울기를 가지고 있기 때문에, 윈도우의 외곽 방향 모서리에서 휘어지는 소위 벤트 리드(Bent lead) 불량이 발생할 수 있다. 벤트 리드 불량은 도 2의 B 부분과 같이 윈도우의 외곽 방향의 모서리에 걸쳐질 때 한 쪽면으로 휘어져 발생될 수 있다.

즉, 필름(40)의 윈도우(44)를 45°의 기울기로 가로지르며 배열되는 빔 리드들(30)의 본딩부(32)가 윈도우의 외곽 모서리에서 B 부분과 같이 휘어질 수 있으며, 빔 리드들(30)이 본딩 툴에 의해 끊어질 수 있도록 윈도우(44)의 외곽 방향으로 오목하게 형성된 노치(34)를 갖는다.

이러한 벤트 리드 불량을 갖는 폴리이미드 테이프를 적용한 경우에는 본딩 툴의 십자형 홈이 빔 리드의 본딩부를 정확한 각도로 눌러 주지 못하게 되고, 결국 빔 리드가 본딩패드 위로 정확하게 본딩되지 못하는 불량을 가져올 수 있다.

본 발명의 목적은 탄성중합체가 오버 플로우 되어 필름의 윈도우 영역으로 확대되는 것을 방지할 수 있는 폴리이미드 테이프를 포함하는 FBGA 패키지의 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 필름의 윈도우 외곽방향의 모서리에서 빔 리드가 휘는 벤트 리드 불량을 방지할 수 있는 폴리이미드 테이프를 포함하는 FBGA 패키지의 구조를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 에프비지에이 패키지의 일부를 도시한 단면도,

도 2는 종래의 폴리이미드 테이프의 일 예를 도시한 평면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 에프비지에이 패키지의 일부를 도시한 단면도,

도 4는 도 3의 주요 부분을 도시한 사시도,

도 5는 도 3의 폴리이미드 테이프를 도시한 평면도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리이미드 테이프의 평면도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 설명＞

10, 110 : 반도체 칩 12, 112 : 본딩패드

20, 22, 120, 122 : 탄성중합체(Elastomer)

30, 130, 230 : 빔 리드(Beam lead) 32, 132, 232 : 본딩부

34, 134 : 노치(Notch) 40, 140, 240 : 필름

42, 142, 242 : 개구부 44, 144, 244 : 윈도우

50, 150, 250 : 폴리이미드 테이프(Polyimide tape)

60, 160 : 성형수지 70, 170 : 솔더 볼

100, 200 : 에프비지에이 패키지 152, 252 : 필름 덮개

A : 필름 덮개의 연장된 길이

B : 빔 리드가 휜 상태

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 본딩패드들이 구비된 활성면을 갖는 반도체 칩과; 본딩패드들이 구비된 영역을 제외한 활성면 위로 접착되는 탄성중합체와; 탄성 중합체 위로 접착되며, 하면에 빔 리드들이 형성되고 상면에 각 빔 리드의 일단이 노출되도록 형성된 개구부가 격자를 이루며 배열되며, 본딩패드들이 구비된 영역을 따라 각 빔 리드의 본딩부가 노출되도록 윈도우가 형성된 필름을 포함하는 폴리이미드 테이프; 및 각 개구부를 통하여 빔 리드의 일단 위로 부착되는 솔더 볼들;을 포함하는 에프비지에이 패키지에 있어서, 윈도우를 통해 노출된 빔 리드의 본딩부 위로 필름이 소정의 길이만큼 연장되어 필름 덮개를 형성함으로써 본딩부의 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 에프비지에이 패키지를 제공한다.

또한 본 발명은 에프비지에이 패키지에 있어서, 빔 리드들이 윈도우의 일면을 기준으로 45°의 기울기를 가지며 형성되어 있을 때, 각 윈도우에서 외곽 방향 모서리에 필름이 연장되어 소정의 형태로 필름 덮개를 형성함으로써 모서리에 대응되는 본딩부의 일부를 덮는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 FBGA 패키지(200)의 일부를 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 주요 부분을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3의 폴리이미드 테이프(150)를 도시한 평면도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 FBGA 패키지(200)는 필름 덮개(152)가 형성된 폴리이미드 테이프(150)를 사용하는 것을 특징으로 한다.

폴리이미드 테이프(150)는 하면에 빔 리드(130)가 형성되고, 상면에 빔 리드의 일단이 노출되어 솔더 볼(170)이 접착될 수 있는 개구부(142)가 형성되며, 반도체 칩(110)의 본딩패드(112)에 대응하여 빔 리드의 본딩부(132)가 노출되도록 윈도우(144)가 형성된 필름(140)으로 구성된다.

반도체 칩(110)의 활성면 위로 폴리이미드 테이프(150)가 탄성중합체(120)가 개재되어 접착되고, 필름(140)의 윈도우(144)를 통해 십자형 단면의 본딩 툴(도시되지 않음)이 빔 리드의 본딩부(132)를 눌러 주어 빔 리드가 본딩패드(112) 위로 본딩된 후, 개구부(142)를 통해 솔더 볼(170)이 빔 리드의 일단 위로 접착될 수 있다.

마지막으로 빔 리드가 본딩된 영역을 중심으로 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)와 같은 성형수지(160)가 몰딩되어 FBGA 패키지(200)가 완성된다.

이에 더하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리이미드 테이프(150)는 빔 리드의 본딩부(132)의 일부분을 덮는 필름 덮개(152)가 형성된 것을 특징으로 한다.

필름 덮개(152)는 윈도우(144)를 통해 노출된 본딩부(132)에서 노치(134 ; Notch)가 형성된 반대 방향으로부터 빔 리드(130)를 일부분 덮게 되며, 이에 따라 탄성중합체(120)가 열을 받아 접착되는 과정에서 필름(140)의 윈도우(144) 영역 내로 오버 플로우(Over flow)되더라도 빔 리드가 탄성중합체와 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 필름 덮개(152)는 빔 리드가 형성된 부분을 따라 필름(140)이 소정의 길이(A)만큼 연장되어 형성되며, 이때 약 25㎛ 정도로 연장되는 것이 바람직하다.

또한 필름 덮개(152)가 연장된 길이(A)는 윈도우의 폭에 비하여 극히 짧은 크기이기 때문에, 빔 리드를 본딩하기 위한 본딩 툴이 구동되는 데 있어서는 제약을 주지 않는다.

본 발명에 따른 필름 덮개(152)는 각 빔 리드에 대응하여 부분적으로 형성되는 것이 바람직하며, 만일 윈도우 방향으로 소정의 길이(A)만큼 일괄적으로 필름이 연장되는 경우에는 폴리이미드 테이프를 접착하기 위한 탄성중합체의 양을 조절할 수 없기 때문에 윈도우의 크기만을 줄이는 결과를 가져오게 된다.

따라서, 필름(140)이 일괄적으로 연장되지 않도록 필름 덮개(152)를 형성하는 것이 중요하며, 결과적으로는 윈도우(144)의 일면으로 필름이 부분적으로 연장되어 요철 형상의 필름 덮개들(152)을 형성하는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리이미드 테이프(250)의 평면도이다. 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리이미드 테이프(250)는 필름(240)의 하면에 빔 리드들(230)이 형성되고 상면에 개구부(242)가 형성되어 있으며, 빔 리드들의 본딩부(232)가 노출되도록 윈도우(244)가 형성된 구조를 갖는다.

빔 리드들의 본딩부(232)는 윈도우(244)의 일면을 기준으로 45°의 기울기로 배열된 것을 특징으로 하며, 윈도우(244)의 외곽 방향 모서리(도 2의 B 부분)에서 필름(240)이 연장되어 필름 덮개(252)가 형성됨으로써 모서리에 대응하는 빔 리드의 본딩부(232)의 일부분을 덮는 것을 특징으로 한다.

필름 덮개(252)는 윈도우(244)의 왹곽 방향 모서리를 기준으로 양쪽 면을 잇는 직선의 안쪽으로 채워지는 직각이등변 삼각형 형태로 구성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 모서리에 대응되는 빔 리드의 본딩부(232)가 휘어지는 벤트 리드 불량을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 FBGA 패키지에 사용되는 폴리이미드 필름에서 빔 리드의 본딩부를 노출하는 윈도우의 형태를 일부분 변형한 것이며, 이를 통하여 탄성중합체가 오버 플로우 되어 빔 리드 본딩이 불량해지거나 또는 45° 기울기의 빔 리드들이 윈도우의 외곽 모서리에서 휘는 벤트 리드 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시예들은 에지패드(Edge pad) 형태의 반도체 칩을 중심으로 설명되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 센터패드(Center pad) 형태의 반도체 칩에 대하여 적용할 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 FBGA 패키지는 폴리이미드 테이프를 구성하는 필름의 형태를 일부분 변형하여 윈도우를 통해 노출되는 빔 리드들의 본딩부를 일부분 덮는 필름 덮개를 형성한 것을 그 구조적 특징으로 하며, 이러한 필름 덮개를 이용하여 빔 리드가 하면의 탄성중합체의 오버 플로우된 부분과 접촉되거나 또는 윈도우의 외곽 모서리에서 휘는 벤트 리드 뷸량 등을 방지할 수 있으며, 나아가 빔 리드 본딩 공정의 효율을 향상함으로써 FBGA 패키지의 생산효율을 향상할 수 있다.

Claims

본딩패드들이 구비된 활성면을 갖는 반도체 칩;

상기 본딩패드들이 구비된 영역을 제외한 상기 활성면 위로 접착되는 탄성중합체;

상기 탄성 중합체 위로 접착되며, 하면에 빔 리드들이 형성되고 상면에 상기 각 빔 리드의 일단이 노출되도록 형성된 개구부가 격자를 이루며 배열되며, 상기 본딩패드들이 구비된 영역을 따라 각 빔 리드들의 본딩부가 노출되도록 윈도우가 형성된 필름을 포함하는 폴리이미드 테이프; 및

상기 각 개구부를 통하여 상기 빔 리드의 일단 위로 부착되는 솔더 볼들;

을 포함하는 에프비지에이 패키지에 있어서,

상기 윈도우를 통해 노출된 빔 리드의 본딩부 위로 상기 필름이 소정의 길이만큼 연장되어 필름 덮개를 형성함으로써 상기 본딩부의 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 에프비지에이 패키지.
제 1 항에 있어서, 상기 각 빔 리드의 본딩부는 노치(Notch)가 형성되어 있으며, 상기 필름 덮개는 상기 노치가 형성된 반대 방향에서 형성된 것을 특징으로 하는 에프비지에이 패키지.
본딩패드들이 구비된 활성면을 갖는 반도체 칩;

상기 본딩패드들이 구비된 영역을 제외한 상기 활성면 위로 접착되는 탄성중합체;

상기 탄성 중합체 위로 접착되며, 하면에 빔 리드들이 형성되고 상면에 상기 각 빔 리드의 일단이 노출되도록 형성된 개구부가 격자를 이루며 배열되며, 상기 본딩패드들이 구비된 영역을 따라 각 빔 리드들의 본딩부가 노출되도록 윈도우가 형성된 필름을 포함하는 폴리이미드 테이프; 및

상기 각 개구부를 통하여 상기 빔 리드의 일단 위로 부착되는 솔더 볼들;

을 포함하는 에프비지에이 패키지에 있어서,

상기 빔 리드들이 상기 윈도우의 일면을 기준으로 45°의 기울기를 가지며 형성되어 있을 때, 각 윈도우에서 외곽 방향 모서리에 상기 필름이 연장되어 소정의 형태로 필름 덮개를 형성함으로써 상기 모서리에 대응되는 본딩부의 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 에프비지에이 패키지.