KR20020016125A - structure of flexible circuit film for fabricating semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키지 제조용 가요성(可撓性) 필름의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가요성 필름의 구조를 개선하여 가요성 필름의 경우에도 NSMD 타입의 솔더볼 랜드를 손쉽게 구현할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a structure of a flexible film for manufacturing a semiconductor package, and more particularly, to improve the structure of the flexible film so that NSMD type solder ball lands can be easily implemented even in the case of a flexible film. .
일반적으로, μ- BGA(마이크로 비지에이) 패키지나 WS-CSP(Wafer Scale-CSP) 제조시 사용되는 인쇄회로기판(7)(Printed Circuit Board: 이하,"PCB" 라고 함) 상에는 솔더볼 랜드가 제공되며, 상기 솔더볼 랜드는 구조적인 특징에 따라 도 1a 및도 1b에 나타낸 바와 같은 SMD(Solder Mask Defined; 이하, "SMD"라고 한다) 타입과 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같은 NSMD(Non Solder Mask Defined; 이하, "NSMD"라고 한다) 타입으로 대별된다.Typically, solder ball lands are provided on printed circuit boards 7 (hereinafter referred to as "PCBs"), which are used in the manufacture of micro-BGA (micro-BGA) packages or WS-CSP (Wafer Scale-CSP). The solder ball land may be a SMD (Solder Mask Defined) type as shown in FIGS. 1A and 1B according to structural features, and a NSMD (Non Solder Mask) as shown in FIGS. 2A and 2B. Defined; hereafter referred to as "NSMD".
상기에서 SMD 타입은, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 솔더볼 랜드(3)의 가장자리 영역을 솔더마스크(8)가 뒤덮게 되는 구조를 말하며, NSMD 타입은 솔더마스크(8)가 솔더볼 랜드(3) 가장자리로부터 일정간격 이격되어 있는 구조를 말하는데, 구조적인 차이에 기인하여 각각 장단점을 가지게 된다.1A and 1B, the SMD type refers to a structure in which the solder mask 8 covers the edge area of the solder ball land 3, and in the NSMD type, the solder mask 8 is a solder ball land ( 3) It refers to the structure that is spaced from the edge by a certain distance, and each has its advantages and disadvantages due to structural differences.
즉, SMD 타입은 솔더볼 랜드(3)와 베이스(9)의 결합면적이 넓어서 상호간의 결합력이 크고 상기 솔더볼 랜드를 솔더마스크(8)가 잡아주는 구조이기 때문에 솔더볼(6)의 전단응력 값이 높은 장점이 있는 반면, 솔더마스크(8)와 솔더볼(6)의 열팽창계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion) 차에 기인하여 솔더마스크(8)가 솔더볼(6)에 영향을 미침에 따라 솔더볼(6)과 솔더볼 랜드(3)간의 결합력은 약화되는 단점이 있다.That is, since the SMD type has a large bonding area between the solder ball lands 3 and the base 9, the bonding force between the solder ball lands 3 and the base 9 is large, and the solder mask 8 holds the solder ball lands. On the other hand, due to the difference in coefficient of thermal expansion (CTE) between the solder mask 8 and the solder ball 6, the solder mask 6 affects the solder ball 6 as the solder ball 6 is affected. And the bonding force between the solder ball land (3) is weakened.
이와 같이 솔더볼(6)과 솔더볼 랜드(3)의 결합력이 약할 경우를 일컬어 솔더 조인트 신뢰성이 낮다고 말하며, 이와 같이 솔더 조인트 신뢰성이 낮은 SMD 타입의 솔더볼 랜드 구조는 반복 동작형 반도체 패키지에 불리한 특성을 나타내게 된다.In this case, when the bonding force between the solder ball 6 and the solder ball land 3 is weak, the solder joint reliability is low. The SMD solder ball land structure having the low solder joint reliability exhibits disadvantageous characteristics in the repetitive operation semiconductor package. do.
한편, NSMD 타입은 전술한 바와는 달리, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 솔더볼 랜드(3)를 솔더마스크(8)가 잡아주지 못할 뿐만 아니라 상기 솔더볼 랜드(3)와 베이스(9)의 접착면적이 작기 때문에 솔더볼(6)의 전단응력 값은 상대적으로 낮아지는 단점이 있다.On the other hand, the NSMD type is different from the above, as shown in FIGS. 2A and 2B, the solder ball 8 may not hold the solder ball land 3, but also the solder ball land 3 and the base 9. Because of the small adhesive area of the solder ball 6 has a disadvantage that the shear stress value is relatively low.
그러나, NSMD 타입은 솔더볼 랜드와 솔더마스크(8)가 이격되어 있어 솔더마스크(8)가 솔더볼 랜드에 솔더볼(6)에 영향을 미치지 못하기 때문에 솔더볼(6)과 솔더볼 랜드(3)의 솔더 조인트 신뢰성이 좋아지는 장점이 있다.However, in the NSMD type, the solder joints of the solder balls 6 and the solder ball lands 3 are separated because the solder ball lands and the solder masks 8 are separated so that the solder mask 8 does not affect the solder balls 6 in the solder ball lands. It has the advantage of improving reliability.
따라서, 반도체 패키지에 요구되는 특성에 따라 SMD 타입 또는 NSMD 타입의 솔더볼 랜드 구조를 갖는 인쇄회로기판(7)이 선택적으로 사용된다.Therefore, the printed circuit board 7 having the solder ball land structure of the SMD type or the NSMD type is selectively used according to the characteristics required for the semiconductor package.
한편, 전술한 바와 같은 솔더볼 랜드 구조 중에서 SMD 타입은 가요성 필름에도 적용되고 있다.On the other hand, SMD type is applied also to a flexible film among the solder ball land structures mentioned above.
즉, 도 3a 및 도 3b는 종래 SMD 타입의 가요성 필름 구조를 나타낸 것으로서, 실질적으로 가요성 필름(1) 상에는 솔더마스크(8)는 구비되지 않으나, 전술한 인쇄회로기판(7) 상의 솔더마스크(8)의 역할을 필름(1)이 대신 수행하게 됨에 따라 SMD 타입의 솔더볼 랜드 구조가 가요성 필름에서도 가능하게 된다.That is, FIGS. 3A and 3B illustrate a conventional SMD-type flexible film structure. Substantially, the solder mask 8 is not provided on the flexible film 1, but the solder mask on the printed circuit board 7 described above. As the film 1 performs the role of (8), the solder ball land structure of the SMD type is also possible in the flexible film.
그러나, 종래에는 가요성 필름(1)의 구조적인 특징에 의해 NSMD 타입의 솔더볼 랜드는 구현하기가 불가능하였다.However, in the related art, due to the structural features of the flexible film 1, it is impossible to implement the NSMD type solder ball land.
즉, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 필름(1)의 오프닝 영역(2)보다 작은 솔더볼 랜드(3)를 필름(1)에 결합시키기 위해 필름에 부착되어 솔더볼 랜드(3)를 지지하는 서포트부(4)를 두어 보았지만, 봉지(encapsulation) 수행시 필름(1)과 솔더볼 랜드(3) 사이의 공간부(S)로 봉지재가 유출되는 문제점을 해결할 수가 없으며, 상기 서포트부(4)만으로는 필름(1)에 부착된 솔더볼 랜드(3)가 도 4b에 화살표로 나타낸 A방향으로 처지게 되는 문제점을 해소할 수가 없었다.That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, a solder ball land 3 smaller than the opening area 2 of the film 1 is attached to the film to bond the film 1 to support the solder ball land 3. Although the support part 4 has been placed, the problem that the encapsulant flows out into the space S between the film 1 and the solder ball land 3 when encapsulation is performed cannot be solved, and only the support part 4 can be used. The problem that the solder ball land 3 attached to the film 1 sag in the A direction indicated by the arrow in FIG. 4B could not be solved.
따라서, 종래에는 가요성 필름(1)에 대해서는 NSMD 타입의 솔더볼 랜드 설계를 전혀 고려하지 않았으며, 이에 따라 가요성 필름을 사용하면서 높은 솔더 조인트 신뢰성이 요구되는 패키지의 제조가 불가능하여 고객의 요구를 충분히 만족시켜주지 못하는 문제점이 있었다.Therefore, conventionally, the NSMD type solder ball land design has not been considered for the flexible film 1, and therefore, it is impossible to manufacture a package requiring high solder joint reliability while using the flexible film, thereby satisfying the needs of customers. There was a problem that did not satisfy enough.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가요성 필름의 구조를 개선하여 가요성 필름의 경우에도 NSMD 타입의 솔더볼 랜드를 손쉽게 구현할 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 가요성 필름의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to provide a structure of a flexible film for manufacturing a semiconductor package to improve the structure of the flexible film to easily implement the NSMD type solder ball land even in the case of a flexible film. There is a purpose.
도 1a 및 도 1b는 종래 SMD 타입의 솔더볼 랜드가 적용된 인쇄회로기판의 구조를 나타낸 것으로서,1A and 1B illustrate a structure of a printed circuit board to which a solder ball land of a conventional SMD type is applied.
도 1a는 솔더볼 랜드 영역을 나타낸 평면도1A is a plan view showing a solder ball land region
도 1b는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 나타낸 종단면도FIG. 1B is a longitudinal sectional view showing the line II of FIG. 1
도 2a 및 도 2b는 종래 NSMD 타입의 솔더볼 랜드가 적용된 인쇄회로기판의 구조를 나타낸 것으로서,2A and 2B illustrate a structure of a printed circuit board to which a solder ball land of a conventional NSMD type is applied.
도 2a는 솔더볼 랜드 영역을 나타낸 평면도2A is a plan view showing the solder ball land region.
도 2b는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선을 나타낸 종단면도FIG. 2B is a longitudinal sectional view of the II-II line of FIG.
도 3a 및 도 3b는 종래 SMD 타입의 솔더볼 랜드가 적용된 가요성 필름 구조를 나타낸 것으로서,3A and 3B illustrate a flexible film structure to which a solder ball land of a conventional SMD type is applied.
도 3a는 솔더볼 랜드 영역을 나타낸 평면도3A is a plan view showing the solder ball land region.
도 3b는 도 3a의 Ⅲ-Ⅲ선을 나타낸 종단면도FIG. 3B is a longitudinal sectional view showing the III-III line of FIG. 3A
도 4a 및 도 4b는 NSMD 타입의 솔더볼 랜드가 적용된 종래 가요성 필름의 구조적인 문제점을 설명하기 위한 것으로서,4A and 4B illustrate structural problems of the conventional flexible film to which an NSMD type solder ball land is applied.
도 4a는 솔더볼 랜드 영역을 나타낸 평면도4A is a plan view showing the solder ball land region.
도 4b는 도 4a의 Ⅳ-Ⅳ선을 나타낸 종단면도FIG. 4B is a longitudinal sectional view showing the IV-IV line in FIG. 4A
도 5a 및 도 5b는 NSMD 타입의 솔더볼 랜드가 적용된 본 발명에 따른 가요성 필름 구조를 나타낸 것으로서,5A and 5B illustrate a flexible film structure according to the present invention to which a solder ball land of NSMD type is applied.
도 5a는 솔더볼 랜드 영역을 나타낸 평면도5A is a plan view showing the solder ball land region.
도 5b는 도 5a의 Ⅴ-Ⅴ선을 나타낸 종단면도FIG. 5B is a longitudinal sectional view showing the V-V line of FIG. 5A
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1:가요성 필름 2:오프닝 영역1: flexible film 2: opening area
3:솔더볼 랜드 4:서포트부3: solder ball land 4: support
5:어드헤시브 6:솔더볼5: Advance 6: Solder Ball
7:인쇄회로기판 8:솔더마스크7: printed circuit board 8: solder mask
9:베이스 S:공간부9: base S: space
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 오프닝 영역이 구비된 가요성 필름과, 상기 필름의 오프닝 영역 중앙부에 위치하는 솔더볼 랜드와, 상기 솔더볼 랜드와 필름의 오프닝 영역 가장자리를 연결하여 상기 솔더볼 랜드가 오프닝 영역 중앙부에 위치하도록 지지하는 복수개의 서포트부와, 상기 필름의 오프닝 영역을 폐쇄하도록 상기 필름 하부면에 부착되는 어드헤시브를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 가요성 필름 구조가 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a flexible film having an opening area, a solder ball land located at the center of the opening area of the film, and the solder ball land and the edge of the opening area of the film to connect the solder ball land. A flexible film structure for manufacturing a semiconductor package is provided, comprising a plurality of support portions for supporting the opening portion at a central portion thereof and an adhering portion attached to the lower surface of the film to close the opening region of the film. .
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5A and 5B.
도 5a 및 도 5b는 NSMD 타입의 솔더볼 랜드가 적용된 본 발명에 따른 가요성 필름 구조를 나타낸 것으로서, 도 5a는 솔더볼 랜드 영역을 나타낸 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 Ⅴ-Ⅴ선을 나타낸 종단면도이다.5A and 5B show a flexible film structure according to the present invention to which an NSMD type solder ball land is applied, FIG. 5A is a plan view showing a solder ball land region, and FIG. 5B is a longitudinal cross-sectional view showing a VV line of FIG. 5A. to be.
본 발명은 오프닝 영역(2)이 구비된 가요성 필름(1)의 오프닝 영역(2) 중앙부에 솔더볼 랜드(3)가 배치되고, 상기 솔더볼 랜드(3)는 상기 솔더볼 랜드(3) 가장자리로부터 일체로 연장형성된 복수개의 서포트부(4)에 의해 상기 필름(1)의 오프닝 영역(2) 가장자리에 연결되며, 상기 필름(1) 하부면에는 필름(1)의 오프닝 영역(2)을 폐쇄하도록 어드헤시브(5)가 부착되어 구성된다.According to the present invention, a solder ball land 3 is disposed at the center of the opening area 2 of the flexible film 1 having the opening area 2, and the solder ball land 3 is integrated from the edge of the solder ball land 3. It is connected to the edge of the opening area (2) of the film (1) by a plurality of support portions (4) extended to the lower side, the lower surface of the film (1) is adjoined to close The receive 5 is attached and comprised.
이 때, 상기 어드헤시브(5)는 상기 가요성 필름(1)의 오프닝 영역(2)뿐만 아니라, 상기 솔더볼 랜드(3) 및 서포트부(4)를 모두 커버하도록 상기 필름(1)의 하부면에 부착된다.In this case, the adaptive 5 may not only cover the opening region 2 of the flexible film 1, but also the lower portion of the film 1 to cover both the solder ball land 3 and the support part 4. It is attached to the face.
한편, 상기에서 솔더볼 랜드(3) 및 서포트부(4)는 전도성을 갖도록 Cu 재질로 형성된다.On the other hand, the solder ball land 3 and the support portion 4 is formed of a Cu material to have conductivity.
이와 같이 구성된 본 발명의 가요성 필름 제조 과정 및 작용은 다음과 같다.The flexible film manufacturing process and action of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 오프닝 영역(2)이 구비된 가요성 필름(1)의 오프닝 영역(2) 중앙부에 솔더볼 랜드(3)가 배치되도록 한다.First, the solder ball land 3 is disposed at the center of the opening region 2 of the flexible film 1 having the opening region 2.
이 때, 상기 솔더볼 랜드(3)는 상기 솔더볼 랜드(3) 가장자리로부터 일체로 연장형성된 복수개의 서포트부(4)에 의해 상기 필름(1)의 오프닝 영역(2) 가장자리에 연결된다.At this time, the solder ball land 3 is connected to the edge of the opening region 2 of the film 1 by a plurality of support portions 4 integrally extending from the edge of the solder ball land 3.
그 후, 상기 필름(1) 하부면에는 필름(1)의 오프닝 영역(2)을 폐쇄하도록 어드헤시브(5)를 부착하게 된다.After that, the adhering 5 is attached to the lower surface of the film 1 so as to close the opening area 2 of the film 1.
여기서, 상기 상기 필름(1)의 하부면에 부착되는 어드헤시브(5)는 필름(1)의 오프닝 영역(2)뿐만 아니라, 상기 솔더볼 랜드(3) 및 서포트부(4)를 모두 커버하도록 부착됨이 바람직하다.Here, the advice 5 attached to the lower surface of the film 1 covers not only the opening area 2 of the film 1 but also the solder ball land 3 and the support part 4. Attached is preferred.
이에 따라, 본 발명은 상기 가요성 필름(1)의 오프닝 영역(2)중에서 솔더볼 랜드(3)와 서포트부(4)가 차단하지 못하는 나머지 영역을 필름(1) 하부면에 부착되는 어드헤시브(5)가 막아주게 되며, 이로 인해 솔더 조인트의 신뢰성이 향상된 NSMD 타입의 솔더볼 랜드(3)를 갖는 패키지의 제조가 가능하게 된다.Accordingly, the present invention is to adhering the remaining area that the solder ball land 3 and the support portion 4 does not block in the opening area 2 of the flexible film 1 to the lower surface of the film 1 (5) is blocked, which makes it possible to manufacture a package having an NSMD type solder ball land 3 with improved solder joint reliability.
즉, NSMD 타입의 솔더볼 랜드 구조를 갖는 가요성 필름(1)이 적용될 경우, 솔더볼(6)이 솔더볼 랜드(3)에 부착된 후에 실시되는 리플로우(reflow) 공정에 의해 금속인 솔더볼(6)이 동일 재질인 솔더볼 랜드(3)에 결합되므로 인해 솔더 조인트의 신뢰성이 향상되며, 결국 가요성 필름(1)을 이용한 반복 동작형 패키지 제조가 가능하게 된다.That is, when the flexible film 1 having the NSMD type solder ball land structure is applied, the solder ball 6 which is a metal by a reflow process performed after the solder ball 6 is attached to the solder ball land 3 is applied. Since the solder material is bonded to the solder ball lands 3 of the same material, the reliability of the solder joint is improved, and thus, it is possible to manufacture a repeatable package using the flexible film 1.
한편, 대체적으로 가요성 필름을 사용하는 μ- BGA나 CSP 계열의 패키지는 어드헤시브를 많이 적용하고 있다.On the other hand, the μ-BGA or CSP series packages that use flexible films generally have many applications of adaptive.
따라서, 이러한 패키지들에 적용되는 가요성 필름을 이용하여 NSMD 구조의 솔더볼 랜드(3)를 충분히 구현할 수 있다.Therefore, the solder ball land 3 of the NSMD structure can be sufficiently implemented using the flexible film applied to these packages.
그리고, 본 발명의 일실시예를 나타낸 도 5a에서는, 서포트부(4)가 솔더볼 랜드(3)를 4곳을 지지하는 것으로 도시하였으나, 상기 서포트부(4)는 어드헤시브(5) 부착전에 서포트부(4)가 솔더볼 랜드(3)를 충분히 지지하고 있을 수 있는 개수이면 무방하다.In addition, in FIG. 5A, which shows an embodiment of the present invention, the support part 4 is shown as supporting four solder ball lands 3, but the support part 4 is formed before the attachment of the aggressive 5. The support portion 4 may be any number capable of sufficiently supporting the solder ball lands 3.
이상에서와 같이, 본 발명은 가요성 필름(1)을 사용하여 μ- BGA(마이크로 비지에이) 패키지나 WS-CSP(Wafer Scale-CSP)등의 반도체 패키지 제조시, NSMD 타입의 솔더볼 랜드 설계가 가능하므로 인해, 반도체 패키지의 솔더 조인트 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, the present invention provides a NSMD type solder ball land design in the manufacture of a semiconductor package such as a micro-BGA (micro-visi) package or a WS-CSP (Wafer Scale-CSP) using the flexible film (1). As a result, the solder joint reliability of the semiconductor package can be improved.
본 발명은 반도체 패키지 제조용 가요성 필름의 구조를 개선하여 가요성 필름의 경우에도 NSMD 타입의 솔더볼 랜드가 손쉽게 구현될 수 있도록 한 것이다.The present invention is to improve the structure of the flexible film for manufacturing a semiconductor package so that the NSMD type solder ball land can be easily implemented in the case of a flexible film.
이에 따라, 본 발명은 가요성 필름을 이용하여 패키지를 경박화(輕薄化)하면서도 솔더볼과 솔더볼 랜드의 솔더 조인트 신뢰성(reliability)이 좋은 반도체 패키지의 제조가 가능하게 된다.Accordingly, the present invention enables the manufacture of a semiconductor package having good solder joint reliability of solder balls and solder ball lands while making the package thin using a flexible film.
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