KR20020049721A - 돌출형 볼 패드들이 구비된 캐리어 필름 및 그를 이용한칩 스케일 패키지 - Google Patents

돌출형 볼 패드들이 구비된 캐리어 필름 및 그를 이용한칩 스케일 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 칩 스케일 패키지(CSP)용 캐리어 필름(Carrier film) 및 그를 이용한 칩 스케일 패키지에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 캐리어 필름에 형성된 볼 패드(Ball pad)들이 인접한 영역에 형성되는 인캡슐런트(Encapsulant)에 의해 오염되는 것을 방지하기 위한 것이며, 이를 위하여 중앙에 윈도우가 형성된 베이스 필름과 베이스 필름 위에 형성되는 접착층과, 접착층 위로 형성되고 볼 패드들과 접속패드들을 포함하여 형성되는 금속배선 및 볼 패드들과 접속패드들을 제외한 영역 위로 형성된 보호막을 포함하며, 특히 볼 패드들이 그 외의 금속배선과 비교하여 상대적으로 돌출된 것을 특징으로 하는 캐리어 필름의 구조를 개시하고, 이와 같은 구조의 캐리어 필름을 이용한 칩 스케일 패키지의 구조를 개시하며, 이러한 구조적 특징을 통하여 윈도우 및 접속패드들 등 인접한 영역에 액상으로 도포되는 인캡슐런트가 침범하여 볼 패드들이 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 외부접속단자와 볼 패드들 사이의 접착 불량 등을 방지함으로써 칩 스케일 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

돌출형 볼 패드들이 구비된 캐리어 필름 및 그를 이용한 칩 스케일 패키지{ Carrier film with projected ball pads and Chip Scale Package using the same }
본 발명은 칩 스케일 패키지(CSP ; Chip Scale Package ; 이하 "CSP"라고 한다)용 캐리어 필름(Carrier film) 및 그를 이용한 칩 스케일 패키지에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 캐리어 필름에 형성된 볼 패드(Ball pad)들이 인접한 영역에 형성되는 인캡슐런트(Encapsulant)에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 캐리어 필름 및 그를 이용한 칩 스케일 패키지의 구조에 관한 것이다.
리드프레임(Leadframe)을 이용한 기존의 플라스틱 패키지(Plastic package)와 달리 칩 스케일 패키지(CSP)는 솔더 볼(Solder ball)과 같은 부재를 외부접속단자(Outer connector)로 사용할 수 있으며, 이와 같은 솔더 볼의 접착성은 칩 스케일 패키지의 신뢰성에 큰 영향을 줄 수 있다.
도 1은 종래의 칩 스케일 패키지(100)를 도시한 단면도이며, 도 1을 참고로 하여 종래의 칩 스케일 패키지의 구조를 설명하면 다음과 같다.
종래의 칩 스케일 패키지(100)는 활성면(Active surface)의 중앙선을 따라 배열된 본딩패드(12)들이 구비된 반도체 칩(10) 위로 탄성중합체(20 ; Elastomer)가 개재되어 캐리어 필름(30)이 부착되어 있으며, 캐리어 필름(30)의 상면에는 볼 패드(42)들을 포함하는 금속배선(40)이 형성되고, 금속배선(40)의 일단 - 예컨대, 접속패드(44) - 과 반도체 칩의 본딩패드(12)들을 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(50)가 형성되어 있다. 또한, 본딩 와이어(50)가 형성된 영역을 외부로부터 보호하기 위하여 인캡슐런트(60)가 도포되어 경화되고, 각 볼 패드(42)들 위로 솔더 볼과 같은 외부접속단자(70)가 형성된다.
캐리어 필름(30)은 베이스 필름(32) 위에 접착층(34 ; Adhesive layer)이 형성된 후, 구리(Cu)와 같은 재질의 금속배선(40)이 형성됨으로써 구성되며, 반도체 칩(10)의 본딩패드(12)들에 대응되어 본딩패드들이 노출되도록 윈도우(38)가 형성되어 있다. 또한, 볼 패드(42)들과 접속패드(44)들이 형성된 영역을 제외한 캐리어 필름 위에 보호막(36)이 형성된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구조의 칩 스케일 패키지는 기존의 마이크로 비지에이(μBGA ; micro Ball Grid Array) 패키지에서 빔 리드(Beam lead)들을 이용함에 따라 반도체 칩 위에 배열되는 본딩패드들이 일정한 간격 이상으로 형성되어야 하는 제한을 해소하기 위한 것으로, 기존의 빔 리드들 대안으로 본딩 와이어가 적용된 것이다.
그러나, 본딩 와이어를 적용하는 과정에서 굴곡된 본딩 와이어의 최상부가 캐리어 필름의 표면보다 높게 형성되었고, 이를 밀봉하기 위하여 인캡슐런트가 도포되는 영역 또한 캐리어 필름의 표면보다 높게 형성되었다.
이와 같이, 액상의 인캡슐런트가 캐리어 필름의 표면보다 높게 형성됨에 따라 도포된 액상의 인캡슐런트가 보호막에서 노출된 접속패드들을 넘어 인접한 볼 패드들이 형성된 영역까지 흘러들어 해당 볼 패드들이 오염되는 경우가 발생하였고, 볼 패드들 위에 침범된 인캡슐런트로 인하여 볼 패드와 솔더 볼 사이의 접착이 불량해지는 결과를 가져올 수 있었다. 즉, 볼 패드 위에 형성되는 솔더 볼이 부착되지 않는 불량이 발생할 수 있었으며, 또는 불완전하게 솔더 볼이 부착되는 등의 불량이 발생할 수 있었다.
본 발명의 목적은 인접한 영역에 형성되는 인캡슐런트에 의하여 볼 패드들이 오염되는 것을 방지할 수 있는 구조의 캐리어 필름의 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 볼 패드들의 오염을 방지할 수 있는 캐리어 필름을 이용한 칩 스케일 패키지의 구조를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 칩 스케일 패키지를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 필름을 도시한 단면도,
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 2의 캐리어 필름의 제조공정을 도시한 공정도,
도 4는 도 2의 캐리어 필름을 이용한 칩 스케일 패키지를 도시한 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 110 : 반도체 칩12, 112 : 본딩패드
20, 120 : 탄성중합체(Elastomer)30, 130 : 캐리어 필름
32, 132 : 베이스 필름(Base film)34, 134 : 접착층
36, 136 : 보호막38, 138 : 윈도우
40, 140 : 금속배선42, 142 : 볼 패드
44, 144 : 접속패드50, 150 : 본딩 와이어
60, 160 : 인캡슐런트(Encapsulation)
70, 170 : 외부접속단자(Outer connector)
100, 200 : 칩 스케일 패키지(CSP)
이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 칩 스케일 패키지용 캐리어 필름에 관한 것이며, 중앙부에 윈도우가 형성된 베이스 필름과; 베이스 필름의 표면에 형성되는 접착층과; 접착층 위로 형성되며, 윈도우에 접하여 형성되는 접속패드들과 각 접속패드에 전기적으로 연결되는 볼 패드들을 포함하는 금속배선; 및 접속패드들과 볼 패드들을 제외한 금속배선과 접착층 위로 형성되는 보호막;을 포함하고, 특히 볼 패드들은 접속패드들을 포함한 다른 금속배선보다 더 높게 형성되어 돌출된 것을 특징으로 하는 돌출형 볼 패드들이 구비된 캐리어 필름을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 본딩패드들이 형성된 반도체 칩과; 본딩패드들이 형성된 영역을 제외한 반도체 칩 위로 형성되는 탄성중합체와; 탄성중합체 위로 부착되며, 본딩패드들이 형성된 영역에 대응되어 윈도우가 형성된 베이스 필름과, 접착층이 개재되어 베이스 필름 위로 형성되고 접속패드들과 볼 패드들을 포함하는 금속배선과, 접속패드들과 볼 패드들을 제외한 금속배선 위로 형성되는 보호막을 포함하는 캐리어 필름과; 접속패드와 그에 대응되는 본딩패드를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어와; 본딩 와이어들이 연결된 영역을 봉지하는 인캡슐런트; 및 볼 패드들 위에 형성되는 외부접속단자들;을 포함하는 칩 스케일 패키지에 있어서, 캐리어 필름은 접속패드들을 포함하는 금속배선보다 더 높게 형성되는 돌출형 볼 패드들을 포함함으로써 인캡슐런트에 의해 볼 패드들이 오염되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 돌출형 볼 패드들이 구비된 캐리어 필름을 이용한 칩 스케일 패키지를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 필름(130)을 도시한 단면도이고, 도 2를 참고로 하여 본 발명에 따른 캐리어 필름(130)의 구조를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 캐리어 필름(130)은 기본적으로 베이스 필름(132) 위에 접착층(134)이 형성되고, 접착층(134) 위에 접속패드(144)들과 볼 패드(142)들이 포함된 금속배선(140)이 형성되며, 접속패드(144)들과 볼 패드(142)들을 제외한 금속배선(140) 및 접착층(134) 위로 보호막(136)이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 캐리어 필름(130)의 중앙부에는 반도체 칩의 본딩패드들에 대응되어 윈도우(138)가 형성되어 있으며, 접속패드(144)들은 윈도우(138)에 직접 면하여 배열되고, 볼 패드(142)들은 각각 접속패드(144)에 대응되어 격자를 이루며 배열된 것을 특징으로 한다.
이에 더하여, 본 발명의 특징에 따라 볼 패드(142)들은 접속패드(144)를 포함한 다른 금속배선(140)과는 달리 높게 형성됨으로써 캐리어 필름(130)의 표면에서 돌출된 것을 특징으로 한다.
이처럼, 본 발명에 따른 캐리어 필름(130)의 구조에서는 볼 패드(142)들이 높게 형성되어 돌출됨으로써 종래와는 달리 인접한 영역에 도포되는 액상의 인캡슐런트가 접속패드(144)들이 형성된 영역을 벗어나 흐르는 경우에도 돌출된 높이에 따라 형성된 보호막(136)이 제방 역할을 함으로써 윈도우(138)에 인접한 볼 패드(142)들이 인캡슐런트에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따라 캐리어 필름의 제조공정을 순차적으로 도시한 공정도이며, 도 3a 내지 도 3e를 참고로 하여 본 발명에 따른 캐리어 필름(130)의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 캐리어 필름의 제조방법은 중앙부에 윈도우(138)가 형성된 베이스 필름(132)을 준비한 후 베이스 필름(132) 위에 접착층(134)을 형성하는 단계(도 3a)와, 접착층(134) 위에 구리(Cu)와 같은 재질의 금속막 - 다음 공정에서 금속배선(140)으로 패턴화됨 - 을 형성하는 단계(도 3b)와, 패턴을 따라 제조된 감광막(도시되지 않음) 등을 이용하여 금속막의 일부를 제거함으로써 볼 패드(142)들과 접속패드(144)들을 포함하는 금속배선(140)을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 종래와는 달리 금속막의 두께를 두껍게 형성하여야 한다.
금속배선이 형성된 후 볼 패드(142)들을 제외한 금속배선(140)을 부분적으로 식각 - 하프 식각(Half etch) - 하는 단계(도 3d)를 포함하며, 이를 통하여 본 발명의 특징을 이루는 돌출된 형태의 볼 패드(142)들이 형성될 수 있다.
이후, 볼 패드(142)들과 접속패드(144)들을 포함하는 금속배선(140)과 접착층(134) 위에 보호막(136)을 형성하는 단계(도 3e)를 수행하고, 볼 패드(142)들과 접속패드(144)들이 노출되도록 보호막(136)의 일부분을 제거함으로써 본 발명에 따른 캐리어 필름을 제조할 수 있다.
도 4는 도 2의 캐리어 필름(130)을 이용한 칩 스케일 패키지(200)를 도시한 단면도이며, 도 4를 참고로 하여 본 발명에 따른 칩 스케일 패키지(200)의 구조를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 칩 스케일 패키지(200)는 종래와 마찬가지로 반도체 칩과, 캐리어 필름과, 솔더 볼 및 본딩 와이어를 포함하는 것을 기본적 구성으로 하며, 구체적으로 이를 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 칩 스케일 패키지(200)는 활성면의 중앙선을 따라 배열된 본딩패드(112)들이 구비된 반도체 칩(110) 위로 탄성중합체(120)가 개재되어 캐리어 필름(130)이 부착되어 있으며, 캐리어 필름(130)의 상면에는 볼 패드(142)들을 포함하는 금속배선(140)이 형성되고, 금속배선(140)의 일단 - 예컨대, 접속패드(144) - 과 반도체 칩의 본딩패드(112)들을 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(150)가 형성되어 있다. 또한, 본딩 와이어(150)가 형성된 영역을 외부로부터 보호하기 위하여 인캡슐런트(160)가 도포되어 경화되며, 각 볼 패드(142)들 위로 솔더 볼과 같은 외부접속단자(170)가 형성된다.
캐리어 필름(130)은 베이스 필름(132) 위에 접착층(134)이 형성된 후, 구리와 같은 재질의 금속배선(140)이 형성됨으로써 구성되며, 반도체 칩(110)의 본딩패드(112)들에 대응되어 본딩패드들이 노출되도록 윈도우(138)가 형성되어 있다. 볼 패드(142)들과 접속패드(144)들이 형성된 영역을 제외한 캐리어 필름(130) 위에 보호막(136)이 형성되어 있으며, 이에 더하여 볼 패드(142)들이 캐리어 필름의 표면에서 접속패드(144)들을 포함하는 금속배선(140)과 비교하여 상대적으로 돌출되어 형성된 것을 특징으로 한다.
이처럼, 돌출형 볼 패드(142)들이 형성된 구조에 의해 볼 패드들이 인접한 영역의 인캡슐런트(160)에 의해 오염되는 것을 쉽게 방지할 수 있으며, 이에 따라 외부접속단자(170)로 사용되는 솔더 볼이 볼 패드(142)에 부착될 때 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 캐리어 필름 및 그를 이용한 칩 스케일 패키지는 캐리어 필름의 상면에 형성된 볼 패드들이 그 외의 금속배선과 비교하여 상대적으로 돌출된 것을 구조적 특징으로 하며, 이러한 구조적 특징에 따라 인접한 영역에 액상으로 도포되는 인캡슐런트가 침범하여 볼 패드들이 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 외부접속단자와 볼 패드 사이의 접착 불량 등을 방지함으로써 칩 스케일 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 칩 스케일 패키지용 캐리어 필름에 관한 것이며,
    중앙부에 윈도우가 형성된 베이스 필름;
    상기 베이스 필름의 표면에 형성되는 접착층;
    상기 접착층 위로 형성되며, 상기 윈도우에 접하여 형성되는 접속패드들과 상기 각 접속패드에 전기적으로 연결되는 볼 패드들을 포함하는 금속배선; 및
    상기 접속패드들과 볼 패드들을 제외한 금속배선과 상기 접착층 위로 형성되는 보호막;
    을 포함하고, 특히 상기 볼 패드들은 상기 접속패드들을 포함한 다른 금속배선보다 더 높게 형성되어 돌출된 것을 특징으로 하는 돌출형 볼 패드들이 구비된 캐리어 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속배선의 재질은 구리(Cu)이며, 상기 볼 패드들을 제외한 금속배선이 부분 식각됨으로써 상기 돌출형 볼 패드들이 형성된 것을 특징으로 하는 돌출형 볼 패드들이 구비된 캐리어 필름.
  3. 본딩패드들이 형성된 반도체 칩;
    상기 본딩패드들이 형성된 영역을 제외한 반도체 칩 위로 형성되는 탄성중합체;
    상기 탄성중합체 위로 부착되며, 상기 본딩패드들이 형성된 영역에 대응되어 윈도우가 형성된 베이스 필름과, 접착층이 개재되어 상기 베이스 필름 위로 형성되고 접속패드들과 볼 패드들을 포함하는 금속배선과, 상기 접속패드들과 볼 패드들을 제외한 금속배선 위로 형성되는 보호막을 포함하는 캐리어 필름;
    상기 접속패드와 그에 대응되는 본딩패드를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어;
    상기 본딩 와이어들이 연결된 영역을 봉지하는 인캡슐런트; 및
    상기 볼 패드들 위에 형성되는 외부접속단자들;
    을 포함하는 칩 스케일 패키지에 있어서,
    상기 캐리어 필름은 상기 접속패드들을 포함하는 금속배선보다 더 높게 형성되는 돌출형 볼 패드들을 포함함으로써 상기 인캡슐런트에 의해 상기 볼 패드들이 오염되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 돌출형 볼 패드들이 구비된 캐리어 필름을 이용한 칩 스케일 패키지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100881389B1 (ko) * 2002-12-26 2009-02-05 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 패키지 구현방법
KR101234164B1 (ko) * 2011-06-13 2013-02-18 엘지이노텍 주식회사 방열성을 향상시킨 반도체 패키지

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