KR20060072961A

KR20060072961A - Method for shaping the ball used on ball grid array type package

Info

Publication number: KR20060072961A
Application number: KR1020040111770A
Authority: KR
Inventors: 임상준
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2006-06-28

Abstract

본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 타입의 패키지에 사용되는 볼의 형성 방법은 상기 패키지의 기판상에 상기 볼 형성용 패턴을 형성하기 위한 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 볼 형성용 패턴내에 패키지 볼을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계를 구비한다.A method of forming a ball for use in a ball grid array type package according to the present invention comprises the steps of: forming a mask pattern for forming the ball forming pattern on a substrate of the package; Forming a package ball in the ball forming pattern; Removing the mask pattern.

Description

Method for shaping the ball used on Ball Grid Array type package}

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 타입의 패키지에 사용되는 볼의 형성 방법을 설명하는 도면이다. 1 to 5 are diagrams illustrating a method of forming a ball used in a ball grid array type package according to the present invention.

본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 볼 그리드 어레이 타입의 패키지에 사용되는 볼의 형성 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor package, and more particularly, to a ball forming method used in a ball grid array type package.

일반적으로, 반도체 패키지는 소형 경량화, 고속화, 고기능화라는 전자기기의 요구에 대응하기 위해 새로운 형태가 계속해서 개발되어 종류가 다양해 지고 있다. 또한, 전자 기기의 용도에 대응하여 반도체 패키지의 적절한 사용이 중요BACKGROUND ART In general, semiconductor packages are being developed in a variety of types to meet the demands of electronic devices such as small size, light weight, high speed, and high functionality. In addition, the proper use of semiconductor packages is important for the use of electronic devices.

하게 되어가고 있다. Going to be done.

메모리 반도체 제품에 있어서는 패키지의 소형, 박형화가 중요한 과제이며, 메모리로서는 대용량의 반도체 칩을 고밀도로 패키징하고 싶다는 요구가 강해진다. 이러한 요구에 부응하여 개발된 패키지의 한 예가 볼 그리드 어레이 타입 패키지이다. In memory semiconductor products, the miniaturization and thinning of packages is an important problem, and as a memory, there is a strong demand for high-density packaging of large-capacity semiconductor chips. One example of a package developed to meet this need is a ball grid array type package.

주지된 바와같이, 종래의 일반적인 볼 그리드 어레이 타입의 패키지는 소정의 회로 패턴이 형성된 기판의 상부면에 집적 회로 칩이 마운트되어 있고, 이렇게 마운트된 집적 회로 칩은 솔더 범프에 의해 기판과 전기적으로 연결되어 있으며, 기판의 하부면에는 다수의 솔더볼이 부착되어 있다.As is well known, a conventional ball grid array type package of the related art has an integrated circuit chip mounted on an upper surface of a substrate on which a predetermined circuit pattern is formed, and the mounted integrated circuit chip is electrically connected to the substrate by solder bumps. A plurality of solder balls are attached to the lower surface of the substrate.

그런데, 이러한 종래의 볼 그리드 어레이 타입의 패키지는 볼을 구리 패턴 및 금 도금된 패키지 기판의 볼 랜드(Ball Land) 부분에 접합시키는 방식을 사용하고 있는 데, 이는 패키지의 신뢰성 테스트시, 또는 실장에서 반복되는 리플로우(Reflow) 작업시에 재질의 종류가 다른 패키지 기판의 볼 랜드 부분과 볼의 접합층에 균열이 발생되어 볼이 떨어지거나 전기적 접촉이 불안정하여 제품의 전기적 특성을 저하시키는 문제를 발생시키고 있다. However, such a conventional ball grid array type package uses a method in which balls are bonded to a ball land portion of a copper pattern and a gold plated package substrate, which is used during package reliability test or in mounting. During repeated reflow, cracks are generated in the ball land portion of the package substrate and the ball bonding layer of different materials, resulting in a problem of deterioration of electrical characteristics of the product due to falling balls or unstable electrical contacts. I'm making it.

또한, 종래의 경우, 볼의 형상이 구형이기 때문에 패키지 기판의 디자인시 많은 제약이 있고, 미리 정해진 볼을 사용하므로 볼의 높이를 조절할 유연성이 없으며, 볼을 접합시키는 과정에서 실수가 발생하여 한 개의 볼이라도 접합되지 않은 볼이 있으면 불량 처리 또는 재작업을 하여야 하는 문제점이 있다.In addition, in the conventional case, since the ball shape is spherical, there are many limitations in the design of the package substrate, and since a predetermined ball is used, there is no flexibility to adjust the height of the ball, and a mistake occurs in the process of bonding the ball. If there is a ball that is not bonded even in the ball, there is a problem in that it must be poorly processed or reworked.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 볼의 형상과 볼의 높이를 자유자재로 조절할 수 있는 볼 그리드 어레이 타입 패키지의 볼 형성 방법을 제공한다. The present invention is to solve the above problems, and provides a ball forming method of the ball grid array type package that can be freely adjusted the shape of the ball and the height of the ball.

또한, 본 발명은 볼 그리드 어레이 타입 패키지의 볼 생성시에 접합의 방식이 아닌 범프 볼(bump ball) 형성과 동일한 방식으로 패키지 기판에 볼 마스크 패 턴을 사용하여 직접 볼을 형성하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for directly forming a ball by using a ball mask pattern on the package substrate in the same manner as forming a bump ball rather than a bonding method when generating a ball of a ball grid array type package. .

본 발명에서, 마스크 패턴 제거 후, 리플로우 과정을 실시할 수 있다. In the present invention, after the mask pattern is removed, a reflow process may be performed.

본 발명에서, 마스크 패턴의 모양을 조절하여 상기 패키지 볼의 형상을 조절할 수 있다. In the present invention, the shape of the package ball can be adjusted by adjusting the shape of the mask pattern.

(실시예)(Example)

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 타입의 패키지에 사용되는 볼의 형성 방법은, 처음에, 도 1a 와 도 1b와 같이 패키지 기판의 볼 랜드 부분에 볼 형성을 위한 마스크 패턴을 형성한다. In the ball formation method used in the ball grid array type package according to the present invention, first, a mask pattern for ball formation is formed on a ball land portion of a package substrate as shown in FIGS. 1A and 1B.

도 1a는 패키지 기판의 볼 랜드에 볼 형성을 위한 마스크 패턴을 보여주며 도 1b는 도 1a를 45도 정도 상방향으로 기울인 상태에서의 보았을 경우 솔더 레지스터와 볼 랜드의 영역만을 표시한 도면이다. 설명의 편의상, 도 1b에는 볼 형성용 마스크 패턴은 도시하지 아니 하였다. FIG. 1A illustrates a mask pattern for forming a ball on a ball land of a package substrate, and FIG. 1B is a view showing only solder resist and areas of the ball land when viewed in a state where FIG. 1A is tilted upward by about 45 degrees. For convenience of description, the mask pattern for ball formation is not shown in FIG. 1B.

다음, 도 2 볼 형성 마스크 패턴을 통하여 패키지 기판의 볼 랜드에 패키지 볼을 형성하는 과정을 도시한다.Next, a process of forming the package ball on the ball land of the package substrate through the ball forming mask pattern of FIG. 2 is illustrated.

도시된 바와같이, 볼 형성용 마스크 패턴 사이에 패키지 볼이 형성되어 있음을 알 수 있다. 본 발명의 경우, 마스크 패턴의 높이를 조절하여 볼의 높이를 조절할 수 있으며, 볼의 재질은 당업자가 원하는 대로 다양하게 선택할 수 있을 것이다. As shown, it can be seen that the package ball is formed between the mask pattern for ball formation. In the present invention, the height of the ball may be adjusted by adjusting the height of the mask pattern, and the material of the ball may be variously selected by those skilled in the art.

다음, 도 3에서와 같이, 패키지 볼을 형성한 후에는 볼 형성용 마스크 패턴을 제거한다. 따라서, 패키지 기판상에는 설계자가 요구하는 패키지 볼이 원하는 높이와 재질로 구현 가능하다. Next, as shown in FIG. 3, after the package ball is formed, the mask pattern for ball formation is removed. Therefore, the package ball required by the designer on the package substrate can be implemented in the desired height and material.

다음, 도 4에서는 리플로우 공정을 수행한다. 리플로우 공정에 의하여 도 3에서와 같이 기둥 모양의 패키지 볼의 모양을 둥글게 만들 수 있다. Next, in FIG. 4, a reflow process is performed. By the reflow process it is possible to round the shape of the pillar-shaped package ball as shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 볼 형성용 마스크 패턴의 형상을 도시한다. 5 shows the shape of the mask pattern for ball formation according to the present invention.

도 5에 도시된 바와같이, 원형, 타원형, 팔각형, 십자형, 별형 등 다양한 형상의 마스크 패턴을 만들 수 있다. 따라서, 본 발명에 의할 경우, 패키지 볼의 형상을 다양하게 구현할 수 있다. As shown in Figure 5, it is possible to create a mask pattern of various shapes, such as circular, oval, octagonal, cross-shaped, star. Therefore, according to the present invention, the shape of the package ball can be variously implemented.

지금까지 설명한 본 발명의 볼 형성 방법은 패키지 기판상에 볼을 직접 형성하기 때문에 볼의 결합력이 우수하다는 이점이 있다. The ball forming method of the present invention described so far has the advantage that the ball bonding force is excellent because the ball is directly formed on the package substrate.

또한, 볼의 재질을 다양하게 선택할 수 있어 납을 함유하는 유연 물질을 사용하지 않을 수도 있을 것이다. In addition, the material of the ball may be variously selected so that lead-free flexible materials may not be used.

그리고, 볼 형성 마스크 패턴을 자유롭게 선택할 수 있으므로 다양한 형태의 볼을 구현할 수 있다. In addition, since the ball forming mask pattern may be freely selected, various types of balls may be realized.

또한, 적절한 볼 형상을 구현하여 보이드(void)나 마이크로 크랙(micro crack) 등을 방지할 수 있다. In addition, by implementing a suitable ball shape it can prevent the void (void), micro crack (micro crack) and the like.

이상에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 볼 형성 방법을 적용하는 경우 원하는 형상과 크기의 볼을 형성할 수 있으므로, 보이드나 마이크로 크랙 등을 최소화할 수 있는 볼 형상을 자유로이 구현할 수 있다.
As can be seen from the above, when applying the ball forming method according to the invention it is possible to form a ball of the desired shape and size, it is possible to freely implement a ball shape that can minimize the void or micro cracks.

Claims

In the ball formation method used for the ball grid array type package,

Forming a mask pattern for forming the ball forming pattern on the substrate of the package;

Forming a package ball in the ball forming pattern;

Removing the mask pattern; and forming a ball for use in a ball grid array type package.

The method of claim 1,

And removing the mask pattern, and then performing a reflow process.

The method of claim 1,

Forming the ball used in the ball grid array type package, characterized in that the shape of the package ball can be adjusted by adjusting the shape of the mask pattern.