KR20020083743A - 발열체를 갖는 회로 기판과 기밀 밀봉부를 갖는 멀티 칩패키지 - Google Patents

발열체를 갖는 회로 기판과 기밀 밀봉부를 갖는 멀티 칩패키지 Download PDF

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Abstract

솔더 접합부의 크랙을 치유할 수 있는 발열체가 형성된 회로 기판과 회로 기판과 열 방출 수단이 기밀 밀봉부를 형성하는 멀티 칩 패키지에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 멀티 칩 패키지는 a) 복수의 반도체 칩과, b) 상기 복수의 반도체 칩이 실장되는 실장면을 가지고, 이 실장면에는 랜드 패턴을 포함하는 칩 실장부와 전기 전도성 배선 패턴과 상기 반도체 칩을 외부와 전기적으로 연결하는 단자부가 형성되어 있는 회로 기판과, c) 상기 회로 기판의 랜드 패턴과 반도체 칩을 전기적으로 연결시키는 전기적 접속 수단과, d) 상기 반도체 칩에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 열 방출 수단과, e) 상기 복수의 반도체 칩의 상기 실장면을 향한 면의 반대쪽 면과 상기 열 방출 수단을 열적으로 결합시키는 열 인터페이스를 포함하며, 상기 열 방출 수단은 상기 회로 기판의 칩 실장부와 반도체 칩을 에워싸서 공동부를 형성하며, 상기 공동부는 외부와 실질적으로 완전히 차단되는 기밀 공동부인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 회로 기판은 복수의 반도체 칩 실장되는 칩 실장면을 포함하고, 이 칩 실장면에는 상기 반도체 칩을 외부와 전기적으로 연결하는 단자부와 전기 전도성 랜드 패턴을 갖는 칩 실장부와 전기 전도성 배선 패턴이 형성되어 있고, 상기 복수의 반도체 칩은 상기 랜드 패턴에 전기적 접속 수단을 통해 실장되어 접합부가 형성되며, 상기 랜드 패턴은 상기 접합부에 열을 가할 수 있는 발열체를 포함한다.

Description

발열체를 갖는 회로 기판과 기밀 밀봉부를 갖는 멀티 칩 패키지{Circuit board having a heating means and multichip package having hermetic sealing part}
본 발명은 반도체 패키지 기술에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 솔더 접합부의 크랙을 치유할 수 있는 발열체가 형성된 회로 기판과 회로 기판과 열 방출 수단이 기밀 밀봉부를 형성하는 멀티 칩 패키지에 관한 것이다.
휴대용 전화기나 디지털 비디오 카메라, PDA (Personal Digital Assistants), HPC (Handheld Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대 전자기기의 등장은 반도체 소자와 미세 패턴의 회로 기판의 폭발적인 발전에 의해 가능하게 되었다. 휴대 전자기기는 크기가 작은 부품을 필요로 한다. 따라서, 패키지의 크기를 칩의 크기에 가깝게 줄여야 한다. 칩 크기 패키지 또는 칩 수준 패키지(CSP)는 이러한 요구에 따라 1990년대에 개발되었다. CSP의 개념은 1992년에 패키지 엔지니어링 산업에 소개되었는데, 그 후 많은 종류의 CSP가 LSI 제조업체에 의해 개발되었다. 가장 일반적인 CSP는 미세 피치 볼 그리드 어레이 (FBGA; Fine pitch Ball Grid Array) 패키지이다. 그 외에도 범프 칩 캐리어 (BCC; Bump Chip Carrier) 패키지, 하향 미세 피치 볼 그리드 어레이(FD-FBGA; Face Down-FBGA) 패키지, 슈퍼 칩 크기 패키지(Super-CSP), 미세 피치 랜드 그리드 어레이 (FLGA; Fine pitch Land Grid Array) 패키지 등이 있다.
CSP에서는 솔더 결합부(solder joint)의 신뢰성이 가장 큰 문제가 되고, 따라서 열 사이클링 검사(thermal cycling test)와 기계적 강도 검사가 CSP를 평가하는 중요한 방법으로 쓰인다. CSP 패키지는 솔더 볼 또는 솔더 범프(solder bump)를 통해 회로 기판에 실장되는데, 이런 점에서 CSP의 솔더 결합부는 플립 칩의 솔더 결합부와 같은 맥락으로 파악할 수 있다.
CSP와 플립 칩의 솔더 결합부 신뢰도는 플라스틱 BGA 패키지에 비해 떨어지는데, 그 이유는 다음과 같은 요인에 영향을 받기 때문인 것으로 알려져 있다.
1) CSP는 보통 일반 플라스틱 패키지와 달리 리드가 없기 때문에, compliancy built-in이 그다지 크지 않다. compliancy는 길이가 긴 리드를 가진 패키지에서 크게 나타나는데, 이것은 솔더 결합부의 스트레스를 경감하는 역할을 한다.
2) 열팽창계수(CTE; Coefficient of Thermal Expansion)가 낮기 때문에, 기판과 CTE 정합이 잘 되지 않는다.
3) 조립된 패키지는 소형화를 위한 보충도(standoff)가 낮기 때문에, 솔더 결합부의 순환성 스트레인이 증가한다.
4) 플립 칩과 CSP는 일반 패키지에 비해 충격에 견디거나 크랙이 진행되는 면적이 작기 때문에, 스트레스가 많이 걸리고 크랙 전달 시간이 짧다.
5) 플립 칩 패키지는 다이 크랙이나 언더필(underfill) 박리와 같은 불량이 발생할 수 있다.
이와 같은 요인에 의해 플립 칩 패키지와 CSP가 플라스틱 BGA(PBGA)에 비해신뢰성이 낮다는 사실은 열 사이클링 실험으로부터 확인할 수 있는데, FR4 기판을 사용한 PBGA의 경우 0℃ - 100℃의 열 사이클링을 진행하면, 5,000 내지 10,000 사이클에서 중간 수명을 나타내는 반면에, 대부분의 CSP는 중간 수명이 1,000 내지 5,000 사이클이거나 심지어 5 내지 100 사이클로 떨어지는 수도 있다.
CSP의 솔더 결합부 신뢰도가 낮은 것은 대부분 솔더 결합부의 크기가 작기 때문인데, 동일한 칩을 플립 칩/CSP 및 BGA 패키지로 구현했을 때, 결합부의 높이 비는 약 1:5 내지 1:6이 된다. 따라서, 플립 칩과 CSP 솔더 결합부의 전단 응력(shear strain)이 BGA 패키지의 약 6.25배에 달한다. 따라서, 피로 수명비(fatigue life ratio)가 약 40까지 된다. 또한, 크기가 작기 때문에, 플립 칩과 CSP의 솔더 결합부는 BGA 패키지에 비해 에너지 흡수 능력도 떨어진다.
솔더 결합부의 신뢰성을 확보하기 위한 많은 연구가 있었는데, 예컨대, 미국 특허 제5,396,403호는 하나의 기판에 여러 칩을 솔더 범프로 실장한 멀티 칩 모듈 구조에서 기계적 스트레스를 주지 않고 열방출 특성을 개선하는 구조를 개시하고 있다.
도 1은 위 미국 특허에 개시된 멀티 칩 모듈의 열 방출 구조를 나타낸다. 도 1에 나타낸 멀티 칩 패키지는 기판(1)을 사용하여 복수의 칩(2)을 기판(1)의 상부면(3)에 실장하고 복수의 칩(5)을 기판의 하부면(6)에 실장한다. 기판 상부면에 실장된 칩(2)은 제1 열전도성 판(7)과 제1 열 인터페이스(8)를 통해 열적으로 연결된다. 제1 열전도성 판(7)은 제2 열 인터페이스(9)를 통해 제1 히트 싱크(10)와 열적으로 연결된다. 이와 마찬가지로, 기판 하부면에 실장된 복수의 칩(5)은 제2 열전도성 판(11)과 제3 열 인터페이스(12)를 통해 열적으로 연결된다. 제2 열전도성 판(11)은 제2 히트 싱크(13)와 제4 열 인터페이스(14)를 통해 열적으로 연결된다.
제1 히트 싱크(10)와 제2 히트 싱크(13)는 멀티 칩 모듈과 2개의 열 전도성 판(7, 11)을 에워싸고 공동(15; cavity)을 형성한다. 2개의 히트 싱크(10, 13)는 나사와 같은 고정 수단에 의해 기계적으로 고정된다. 평판 케이블(16)을 사용하여 외부 회로와 멀티 칩 모듈을 전기적으로 연결한다.
이러한 종래 구조의 멀티 칩 모듈에서는 히트 싱크 어셈블리가 칩과 히트 싱크 사이에 효과적인 열 전달 경로를 만들고, 제조하기 쉽게 간단한 구조로 되어 있다. 또한, 열팽창 계수의 차이로 인한 칩의 수평 움직임 때문에 생기는 기계적 스트레스가 최소로 되고 기타 기계적 스트레스도 줄일 수 있다.
그러나, 솔더 접합부의 크기 감소로 인한 신뢰성 저하를 효과적이고 만족할만 수준으로 개선하기에는 좀 더 많은 고려가 필요하다. 특히, CSP와 필립칩이 소형화되면서, 솔더 결합부의 크기가 작아지기 때문에, 신뢰성을 보장하고 개선할 필요성이 더욱 크다.
본 발명의 목적은 멀티 칩 패키지의 솔더 접합부의 신뢰성을 높이는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 멀티 칩 패키지에서 솔더 접합부의 크랙 진전을 억제하고 크랙 발생을 방지하며, 발생된 크랙을 치유하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 멀티 칩 패키지의 솔더 접합부의 내부식성을 높이는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 멀티 칩 모듈의 열 방출 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티 칩 패키지에 사용되는 기판의 평면도.
도 3은 본 발명에 따라 회로 기판에 반도체 칩을 실장하고 열 방출 수단을 형성한 멀티 칩 패키지를 도 2의 선 3-3을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따라 회로 기판에 반도체 칩을 실장하고 열 방출 수단을 형성한 멀티 칩 패키지를 도 2의 선 4-4를 따라 절단하였을 때의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 멀티 칩 패키지의 부분 사시도.
도 6a와 도 6b는 발열체가 기판의 랜드에 형성된 구조를 나타내는 기판의 평면도 및 부분 확대도이다.
도 7은 다양한 환경 조건에 따른 피로 수명의 차이를 보여주는 그래프.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
20: 회로 기판21: 실장면
22: 단자23: 칩 실장부
26, 31: 반도체 칩27, 32: 솔더 볼
28, 33: 열 인터페이스30: 열 방출 수단
40: 발열체
본 발명에서는 멀티 칩 패키지에 사용되는 기판과 열 방출 수단을 물리적으로 최대한 이격 배치함으로써 열 방출 수단이 기판에 미치는 영향을 최소화한다. 또한, 멀티 칩 패키지의 내부를 열 방출 수단이 완전히 에워싸도록 기밀 밀봉하고 그 내부를 진공 환경이나 불활성 분위기로 만들어서, 외부와 실질적으로 완전히 격리되도록 함으로써, 솔더 접합부의 취약부 또는 크랙면에서 산화 현상이 일어나는 것을 방지하여 균열 발생이나 균열의 진행을 억제한다. 또한, 멀티 칩 패키지의 기판에서 반도체 칩의 솔더 볼이 실장되는 랜드에 발열체를 형성하여 발생된 솔더 접합부 크랙을 치유한다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 칩 패키지는 a) 복수의 반도체 칩과, b) 상기 복수의 반도체 칩이 실장되는 실장면을 가지고, 이 실장면에는 랜드 패턴을 포함하는 칩 실장부와 전도성 배선 패턴과 상기 반도체 칩을 외부와 전기적으로 연결하는 단자부가 형성되어 있는 회로 기판과, c) 상기 회로 기판의 랜드 패턴과 반도체 칩을 전기적으로 연결시키는 전기적 접속 수단과, d) 상기 반도체 칩에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 열 방출 수단과, e) 상기 복수의 반도체 칩의 상기 실장면을 향한 면의 반대쪽 면과 상기 열 방출 수단을 열적으로 결합시키는 열 인터페이스를 포함하며, 상기 열 방출 수단은 상기 회로 기판의 칩 실장부와 반도체 칩을 에워싸서 공동부를 형성하며, 상기 공동부는 외부와 실질적으로 완전히 차단되는 기밀 공동부인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 반도체 칩 실장되는 칩 실장면을포함하고, 이 칩 실장면에는 상기 반도체 칩을 외부와 전기적으로 연결하는 단자부와 전기 전도성 랜드 패턴을 갖는 칩 실장부와 전기 전도성 배선 패턴이 형성되어 있고, 상기 복수의 반도체 칩은 상기 랜드 패턴에 전기적 접속 수단을 통해 실장되어 접합부가 형성되며, 상기 랜드 패턴은 상기 접합부에 열을 가할 수 있는 발열체를 포함하는 회로 기판이 개시된다. 상기 발열체는 외부에서 전원, 예컨대 DC 전압을 인가하는 전원과 연결되며, 니켈선이나 크롬선이 나선 모양으로 배치되어 형성된다. 발열체에 인가되는 전원은 발열체가 접합부의 용융점 이상으로 상기 접합부에 열을 가할 수 있도록 설정되어, 상기 접합부에 크랙이나 균열이 발생한 경우에 접합부에 열을 인가하여 다시 녹아서 접합부가 재구성되도록 함으로써, 크랙이나 균열을 치유한다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
실시예
도 2는 본 발명에 따른 멀티 칩 패키지에 사용되는 기판의 평면도이다.
기판(20)은 복수의 반도체 칩이 실장되는 실장면(21)을 포함하며, 멀티 칩 패키지를 외부와 전기적으로 및 기계적으로 연결하고 지지하는 역할을 한다. 기판(20)은 유기성 기판으로서 예컨대, FR-4 기판이다. 기판의 실장면(21)에는 회로 기판(20)을 외부와 전기적으로 연결시키는 단자부(22)가 형성되어 있고, 칩 실장부(23)가 포함된다. 멀티 칩 패키지의 실장 밀도를 높이기 위해 기판(20)의 실장면(21)을 복수 즉, 양면으로 하는 것이 바람직하다. 도면을 간단히 하기 위해 나타내지는 않았지만, 칩 실장부(23)에는 전기 전도성 랜드 패턴이 형성되어 있고, 기판 실장면(21)의 표면에는 상기 랜드 패턴과 단자부(22)를 연결하는 전기 전도성 배선 패턴이 형성되어 있다. 이 랜드 패턴과 배선 패턴을 통해 반도체 칩은 단자부와 전기적으로 연결된다. 배선 패턴을 기판(20) 내부에도 배치할 수 있다. 도 2에서 영역(36)은 열 방출 수단이 기밀 밀봉을 위해 기판(20)과 직접 접촉하는 영역인데, 이에 대해서는 후술한다.
도 3은 회로 기판에 반도체 칩을 실장하고 열 방출 수단을 형성한 멀티 칩 패키지를 도 2의 선 3-3을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시한 것처럼, 기판(20)의 상부 실장면(25)의 칩 실장부(23)에 복수의 반도체 칩(26)을 전기적 접속 수단(27) 예컨대, 솔더 볼이나 솔더 범프를 통해 실장한다. 이와 동일하게, 기판(20)의 하부 실장면(29)의 칩 실장부에도 복수의 반도체 칩(31)을 전기적 접속 수단(32) 예컨대, 솔더 볼이나 솔더 범프를 통해 실장한다. 상부 반도체 칩(26)은 제1 열 인터페이스(28)를 통해 열 방출 수단(30) 예컨대, 히트 싱크(heat sink) 또는 히트 스프레더(heat spreader)에 연결되는 반면, 하부 반도체 칩(31)은 제2 열 인터페이스(33)를 통해 열 방출 수단(30)에 연결된다. 도면에 나타내지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열 방출 효율을 높이기 위해, 열 방출 수단(30)이 바깥쪽으로 돌출된 여러 개의 돌기를 구비하도록 하면 전체 표면적이 증가하여 외부와 접촉되는 면이 늘어나고 많은 열을 방출할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명에 따라 회로 기판에 반도체 칩을 실장하고 열 방출 수단을 형성한 멀티 칩 패키지를 도 2의 선 4-4를 따라 절단한 단면도이다.
도 3과 도 4에서 보는 것처럼, 열 방출 수단(30)은 기판(20)의 영역(36)에서만 기판(20)과 접촉하고(도 4의 원 A 참조), 회로 기판(20)의 칩 실장부(23)와 반도체 칩을 에워싸서 공동부(35, cavity)를 형성한다. 이 공동부(35)는 그 내부가 외부와는 실질적으로 완전히 차단되는 기밀 공동부이다. 기밀 공동부(35)의 내부는 진공으로 하거나 불활성 기체로 채울 수 있다. 불활성 기체는 질소, 헬륨 또는 네온 기체를 사용할 수 있다.
진공 상태 또는 불활성 기체 상태로 된 기밀 공동부(35)는 솔더 접합부에 크랙이 생겼을 때 이 크랙의 산화를 억제함으로써, 균열의 생성이나 진전을 방지한다. 솔더 접합부의 크랙은 외부 하중에 의해 분자간 거리가 상당 부분 이격이 되면 분자 상호간의 인력이 매우 작아져서 그 사이를 깨고 산소가 들어가 결합하여 산화층이 생기기 때문에 균열이 발생하는 것이다. 따라서, 균열 생성에 필수 요건인 산소의 공급을 차단함으로써 균열 발생 및 진전을 억제할 수 있다.
또한, 기밀 공동부(35)는 멀티 칩 패키지의 내부 공간을 오염된 외부 환경과 차단시킴으로써 부식 불량도 억제할 수 있다. 한편, 도 7의 그래프에서 보는 바와 같이, 일반적으로 금속은 진공 환경에 피로 수명이 증가함을 알 수 있다. 도 7의 그래프는 H.O. Fuchs and R.I. Stephens,Metal Fatigue in Engineering, John Wiley and Sons, New York, 1980 문헌에 개시되어 있는데, 철(steel)의 S-N 곡선이 다양한 환경에 따라 어떤 영향을 받는지 보여준다. 동일한 스트레스가 가해질 때, 철 금속의 피로 수명은 진공일 때 가장 우수함을 알 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 멀티 칩 패키지에서 열 방출 수단(30)은 기판(20)의한 부분에서만 기판과 물리적으로 접촉한다. 즉, 도 3에서 보는 것처럼, 기판(20)의 짧은 면(24)은 열 방출 수단(30)의 내벽으로부터 떨어져있다. 또한, 도 4의 원 B로 표시한 것처럼 기판(20)의 윗면과 열 방출 수단(30)도 일정한 거리 d만큼 떨어져 배치되어 있다. 이렇게 하면, 열 방출 수단(30)이 기판(20)에 미치는 영향을 최소화함으로써, 솔더 접합부의 신뢰도를 높일 수 있다. 열 방출 수단(30)이 예컨대, 알루미늄인 경우, 이것의 CTE는 약 17~19 ppm으로 CSP 반도체 칩의 CTC(dir 2.6 ppm) 보다 크고 강성이 FR4 기판(CTE: 18 ppm) 보다 더 크기 때문에, 반도체 칩과 기판에 많은 영향을 줄 수 있다.
열 방출 수단(30)에 의해 기밀 밀봉이 일어나는 위치는 도 2의 기밀 밀봉 여역(36)에 해당한다. 이것은 도 4에서 원 A로 표시한 것과 도 5의 사시도로 나타낸 것처럼, 열 방출 수단(30)의 한쪽 말단부를 기밀 밀봉 영역(36)쪽으로 갈수록 아래쪽을 향하도록 하향 굴곡시켜 달성된다.
본 발명에서 기판(20)을 열 방출 수단(30)으로 기밀 밀봉하는 데에는 여러가지 기술을 사용할 수 있다. 예를 들어서, 도 5에 도시한 것처럼, 끝부분이 굴곡 가공된 상부 열 방출재(30a)와 하부 열 방출재(30b)를 기판(20)에 접촉시키고 상하부 열 방출재(30a, 30b) 사이의 공간을 밀봉 접착 수단(38)으로 밀폐시킨다. 이것은 일종의 고분자 접합(Polymer Bonding) 기술인데, 상하부 열 방출재(30a, 30b) 사이의 공간을 유지하기 위해 일정한 형틀 역할을 하는 스페이서(spacer)를 사이에 두고 양쪽에 접착제가 도포된 구조의 밀봉 접착 수단을 사용할 수도 있다. 고분자 접합 기술에 의한 기밀 밀봉은 기판(20)과 열 방출 수단(30)을 비교적 쉽게 접착할수 있고 비용이 낮다는 장점이 있다. 또한 고분자 접합은 150℃ 이하의 저온 공정이며, 상온에서 접합 강도가 매우 크다. 하지만, 고분자는 특성상 자유 공간(free volume)이 존재하기 때문에 밀봉의 신뢰성을 좀 더 향상시키기 위해서 다른 기술을 이용할 수도 있다.
고분자 접합 이외에 사용할 수 있는 기술로는 양극 접합(Anodic Bonding), 저온 유리 접합(Low-Temperature Glass Bonding), 용융 접합(Fusion Bonding) 기술이 있다. 양극 접합은 예컨대, 피접합 재료에 180~500℃ 온도 범위에서 200~1,000V의 전압을 걸었을 때 발생하는 정전기력을 이용하는데 진공 양극 접합 장치를 이용하는 것이 보통이다. 저온 유리 접합은 SOG(Spin-On Glass)를 접착제로 사용하여 진공 분위기에서 10Kg/cm2의 압력을 가하거나, 은-충전 유리 접착제(silver-filled glass adhesive)를 이용하여 400~450℃로 접합한다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 구조를 나타내는데, 기판의 랜드에 발열체가 형성된 기판의 평면도 및 부분 확대도이다. 랜드(23)에는 반도체 칩과 기판을 전기적으로 연결시키는 수단, 예컨대, 솔더 볼이 실장되어 있고, 반도체 칩은 그 전극 패드가 솔더 볼에 접촉되도록 랜드에 실장된다. 랜드에 형성된 발열체(40)는 솔더 접합부에 크랙이 발생하였을 때, 발열되도록 함으로써 솔더 접합부 크랙을 치유하는 역할을 한다. 발열체(40)는 크롬-니켈 선을 나선 모양으로 배치함으로써 형성할 수 있다.
발열체(40)는 제1 도선(42)과 제2 도선(42)을 통해 기판의 외부 단자(45)와 연결되어 있다. 외부 단자(45)에 일정한 DC 전압이 인가되면 발열체(40)는 전기 저항에 의해 열이 발생한다. 외부 단자(45)에 가해지는 DC 전압은 발열체(40)가 발열되었을 때 생기는 열에 의해 솔더 볼이 용융될 수 있도록 설정된다. 발열체(40)의 전압 공급은 기판 외부에서 제어하는데, 예를 들어서 기판에 장착된 반도체 칩이 동작을 하지 않는 경우에, 기판의 외부 단자(45)에 전압을 인가할 수 있다. 발열체 전압 인가는 소프트웨어로 구현하여 자동으로 이루어지게 할 수도 있다. 발열체(40)가 솔더 볼의 용융점 이상으로 솔더 볼을 가열하면 크랙이나 균열이 발생했던 솔더 볼이 녹으면서 다시 접합되어 솔더 접합부의 크랙이나 균열이 치유된다. 따라서, 솔더 볼 접합부의 신뢰성이 크게 향상될뿐만 아니라, 솔더 볼 접합부의 크랙이나 균열에 의한 불량을 수리하기 위해 이미 조립이 끝난 모듈을 분해하지 않아도 되므로 매우 간단하고 신속한 불량 수리가 가능하다.
본 발명은 CSP나 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package)를 회로 기판을 사용하여 구현하는 멀티 칩 모듈에 적용될 수 있다. 그러나, 밀봉 구조나 발열체의 형성은 반드시 CSP와 WLP 구조에만 한정되지 않고, 솔더 볼 접합부가 존재하는 여러 다양한 구조에 적용될 수 있다는 사실은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 지금까지 본 발명을 그 실시 형태를 중심으로 도면을 참조로 설명하였지만, 이것은 설명을 위한 예시적인 것에 지나지 않는다. 따라서, 이하의 특허청구범위에 기재된 바에 의해 정해지는 본 발명의 범위와 기술적 사상을 벗어나지 않고서도, 본 명세서에서 설명한 실시예를 수정하거나 변형하는 것이 당업자의 입장에서 얼마든지 가능하다는 사실을 명심해야 한다.
본 발명에 따르면, 멀티 칩 패키지에서 솔더 접합부의 크랙 발생이 방지되고 크랙의 진행이 억제될 뿐만 아니라, 발생된 크랙을 치유하는 것이 가능하기 때문에 솔더 접합부의 신뢰성이 크게 향상된다.

Claims (18)

  1. 멀티 칩 패키지로서,
    a) 복수의 반도체 칩과,
    b) 상기 복수의 반도체 칩이 실장되는 실장면을 가지고, 이 실장면에는 랜드 패턴을 포함하는 칩 실장부와 전기 전도성 배선 패턴과 상기 반도체 칩을 외부와 전기적으로 연결하는 단자부가 형성되어 있는 회로 기판과,
    c) 상기 회로 기판의 랜드 패턴과 반도체 칩을 전기적으로 연결시키는 전기적 접속 수단과,
    d) 상기 반도체 칩에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 열 방출 수단과,
    e) 상기 복수의 반도체 칩의 상기 실장면을 향한 면의 반대쪽 면과 상기 열 방출 수단을 열적으로 결합시키는 열 인터페이스를 포함하며,
    상기 열 방출 수단은 상기 회로 기판의 칩 실장부와 반도체 칩을 에워싸서 공동부를 형성하며, 상기 공동부는 외부와 실질적으로 완전히 차단되는 기밀 공동부인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  2. 제1항에서,
    상기 회로 기판과 열 방출 수단은 기밀 밀봉이 일어나는 기판의 기밀 밀봉 영역에서만 서로 물리적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 기밀 공동부는 내부가 진공인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 기밀 공동부는 내부가 불활성 기체로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  5. 제4항에서,
    상기 불활성 기체는 질소, 헬륨, 네온으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  6. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 전기적 접속 수단은 솔더 볼인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  7. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 기판의 랜드 패턴은 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  8. 제7항에서,
    상기 발열체는 니켈이나 크롬선을 나선 모양으로 배치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  9. 제7항에서,
    상기 기판의 단자부는 상기 발열체에 전원 신호를 공급하는 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  10. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 회로 기판의 실장면은 2개인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  11. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 반도체 칩은 CSP 또는 WLP 반도체 칩인 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  12. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 열 방출 수단은 제1 열 방출재와 제2 열 방출재로 구성되며 상기 제1 열 방출재와 제2 열 방출재는 고분자 접착성의 밀봉 접착 수단에 의해 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 패키지.
  13. 회로 기판으로서,
    복수의 반도체 칩 실장되는 칩 실장면을 포함하고, 이 칩 실장면에는 상기반도체 칩을 외부와 전기적으로 연결하는 단자부와 전기 전도성 랜드 패턴을 갖는 칩 실장부와 전기 전도성 배선 패턴이 형성되어 있고,
    상기 복수의 반도체 칩은 상기 랜드 패턴에 전기적 접속 수단을 통해 실장되어 접합부가 형성되며, 상기 랜드 패턴은 상기 접합부에 열을 가할 수 있는 발열체를 포함하는 회로 기판.
  14. 제13항에서,
    상기 발열체에 전원 신호를 공급하기 위한 전원 공급 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 기판.
  15. 제13항에서,
    상기 발열체는 크롬선이나 니켈선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 회로 기판.
  16. 제15항에서, 상기 발열체는 나선 모양으로 배치된 크롬선이나 니켈선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 회로 기판.
  17. 제14항에서,
    상기 전원 공급 단자에 공급되는 전원은 상기 접합부의 용융점 이상으로 상기 접합부에 열을 가할 수 있도록 설정되는 것을 특징으로 하는 회로 기판.
  18. 제13항에서,
    상기 전기적 접속 수단은 솔더 볼이며 상기 접합부는 솔더 볼 접합부인 것을 특징으로 하는 회로 기판.
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