KR20070082136A - 보조 기판을 갖는 반도체 모듈 - Google Patents

보조 기판을 갖는 반도체 모듈 Download PDF

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KR20070082136A
KR20070082136A KR1020060014542A KR20060014542A KR20070082136A KR 20070082136 A KR20070082136 A KR 20070082136A KR 1020060014542 A KR1020060014542 A KR 1020060014542A KR 20060014542 A KR20060014542 A KR 20060014542A KR 20070082136 A KR20070082136 A KR 20070082136A
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유광수
방효재
이동춘
한성찬
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삼성전자주식회사
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    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/12—Steaming, curing, or flavouring tobacco

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Abstract

본 발명은 반도체 모듈에 관한 것으로서, 수직 실장형 반도체 소자를 이용하여 반도체 모듈을 형성하기 위한 것이다. 본 발명은 모듈 기판, 모듈 기판보다 작은 크기를 갖고 하부면에 형성되는 외부 접속 단자들을 통해 모듈 기판의 일면 또는 양면에 실장되는 보조 기판, 및 보조 기판의 상부면에 나란하게 실장되는 적어도 하나 이상의 수직 실장형 반도체 소자를 포함하는 보조 기판을 갖는 반도체 모듈을 제공한다.
이에 의하면, 보조 기판을 이용하여 수직 실장형 반도체 소자들을 실장하고, 보조 기판 하부면에 형성되는 솔더 볼들을 이용하여 보조 기판을 모듈 기판에 표면 실장한다. 따라서, 다양한 형태의 수직 실장형 반도체 소자들을 보조 기판 상에 집적하여 실장할 수 있으므로 반도체 모듈의 용량을 용이하게 증가시킬 수 있다.
삽입 실장, 수직 실장, ZIP, SVP, 반도체 모듈

Description

보조 기판을 갖는 반도체 모듈{SEMICONDUCTOR MODULE HAVING AUXILIARY SUBSTRATE}
도 1은 종래 기술에 따른 메모리 모듈을 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 실시예에 따른 보조 기판을 갖는 반도체 모듈을 나타내는 사시도
도 3은 도 2의 반도체 소자가 실장된 보조 기판을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 다른 실시예에 따른 반도체 소자가 실장된 보조 기판을 개략적으로 나타내는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 설명 >
200 : 반도체 모듈
110 : 반도체 소자
112, 212 : 리드(lead)
150, 250 : 보조 기판
152, 252 : 삽입 홀
155, 255 : 솔더 볼
180 : 모듈 기판
190 : 탭 터미널
본 발명은 반도체 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수직 실장형 반도체 소자를 이용하여 반도체 모듈을 형성할 수 있는 보조 기판을 갖는 반도체 모듈에 관한 것이다.
컴퓨터 시스템(computer system)을 비롯하여 각종 전자기기의 성능이 향상됨에 따라서, 점차로 대용량, 고집적, 고속의 반도체 소자에 대한 수요가 증가하고 있다. 반도체 모듈은 하나의 모듈 기판에 적어도 하나 이상의 반도체 소자들을 실장한 것으로, 패키지(package) 단계에서 용이하게 용량을 증가시킬 수 있어 현재 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 메모리 모듈을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 메모리 모듈(100)은 양면에 소정의 패턴을 갖는 회로 배선이 형성된 모듈 기판(80)을 구비한다. 모듈 기판(110)에는 회로 배선에 연결된 다수 개의 반도체 소자(10)와, 커패시터(Capacitor) 또는 레지스터(Resistor)와 같은 수동 소자(도시되지 않음)들이 실장되며, 일측의 모서리 부분에는 외부 기기에 접속되는 탭 터미널(Tab terminal; 90)이 형성된다. 탭 터미널(90)은 회로 패턴에 의해 반도체 소자(10)들과 서로 전기적으로 연결된다.
이와 같은 구성을 갖는 종래의 반도체 모듈은 반도체 소자들이 모듈 기판과 평행을 이루며 실장(이하, 수평 실장)되기 때문에, 하나의 모듈 기판에 실장되는 반도체 소자의 개수가 매우 한정된다는 단점을 안고 있다. 이에 대한 대안으로 반도체 소자들을 보다 집적하여 실장할 수 있는 수직 실장형 반도체 모듈이 한국특허공개공보 제1999-026510호 등에 개시되어 있다.
일반적으로 수직으로 모듈 기판에 실장되는 수직 실장형 반도체 소자는 표면 실장형 반도체 소자(예컨데 SVP(surface vertical package))와 삽입 실장형 반도체 소자(예컨데, SIP(single inline package), ZIP(zigzag inline package) 등)로 분류할 수 있다.
이러한 종래의 수직 실장형 반도체 모듈은 주로 표면 실장 기술(SMT; Surface Mount Technology)을 통해 반도체 소자들이 모듈 기판 상에 실장된다. 따라서, 삽입 실장형 반도체 소자를 모듈 기판에 실장하기 위해서는 모듈 기판에 삽입 홀을 형성하는 등의 부가적인 공정이 요구된다. 더하여, 모듈 기판에 삽입 홀을 형성하더라도 모듈 기판의 양면에 삽입 실장형 반도체 소자를 실장하기 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 다양한 형태의 수직 실장형 반도체 소자를 활용하여 반도체 모듈을 형성할 수 있는 보조 기판을 갖는 반도체 모듈을 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보조 기판을 갖는 반도체 모듈은 모듈 기판, 모듈 기판보다 작은 크기를 갖고 하부면에 형성되는 외부 접 속 단자들을 통해 모듈 기판의 일면 또는 양면에 실장되는 보조 기판, 및 보조 기판의 상부면에 실장된 적어도 하나 이상의 수직 실장형 반도체 소자를 포함하는 것이 특징이다.
이 경우, 보조 기판은 다수개가 모듈 기판에 실장될 수 있으며, 보조 기판의 외부 접속 단자는 솔더 볼인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 수직 실장형 반도체 소자는 삽입 실장형이며, 보조 기판은 내부에 다수개의 삽입 홀이 형성되고, 삽입 홀을 통해 수직 실장형 반도체 소자의 리드들이 삽입되며 실장되는 것이 바람직하며, 이 경우 수직 실장형 반도체 소자는 ZIP(Zigzag Inline Package) 또는 SIP(Single Inline Package) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성 요소들에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다
도 2는 본 실시예에 따른 보조 기판을 갖는 반도체 모듈을 나타내는 사시도 이고, 도 3은 도 2의 반도체 소자가 실장된 보조 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 모듈(200)은 모듈 기판(180)의 표면에 다수개의 보조 기판(150)이 실장되고, 보조 기판(150)의 일면에 반도체 소자(110)들이 수직으로 실장된 구조를 갖는다.
모듈 기판(180)은 통상적인 인쇄회로기판(Printed Circuit Board;PCB)으로서, 일측 모서리를 따라 탭 터미널(190)이 형성된 구조를 갖는다. 탭 터미널(190)은 모듈 기판(180)을 외부 시스템에 접속시키는 역할을 한다. 이러한 모듈 기판(180)은 JEDEC과 같은 국제 반도체 협회에 그 규격이 표준화되어 있다. 예컨대, 모듈 기판(180)은 30.00×133.35㎜의 일정 크기를 가질 수 있다. 그 밖에, 콘덴서 칩(condenser chip)이나 저항(resistor) 등이 모듈 기판(180)에 장착될 수 있으나, 설명의 편의상 이를 생략하기로 한다. 한편, 본 실시예의 모듈 기판(180)은 양면에 보조 기판(150)이 실장되기 위한 볼 패드(도시되지 않음)가 형성되는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
반도체 소자(110)는 하단부에 형성되는 리드(lead; 112)를 이용하여 실장되는 일반적인 삽입 실장형 반도체 소자(110)이며, 동시에 상하 방향으로 길게 형성되어 모듈 기판(180)과 수직이 되도록 실장되는 예컨데 ZIP, SIP 등과 같은 수직 실장형 반도체 소자다.
보조 기판(150)은 모듈 기판(180)보다 작은 크기를 갖고, 내부에 다수개의 삽입 홀(152)이 형성된다. 삽입 홀(152)들에는 보조 기판(150)에 실장되는 반도체 소자(110)의 리드(112)들이 삽입된다. 따라서, 삽입 홀(152)들은 실장되는 반도체 소자(110)의 리드(112)들과 대응되는 위치에 형성된다. 또한, 보조 기판(150)의 하부면에는 모듈 기판(180)과 전기적으로 연결되기 위한 외부 접속 단자가 형성된다. 본 실시예에서는 이러한 외부 접속 단자로 솔더 볼(155)을 이용하는 예를 나타내고 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 솔더 범프 등 표면 실장 기술을 이용하여 모듈 기판(180)에 실장될 수 있는 형태라면 다양하게 적용될 수 있다.
이러한 보조 기판(150)은 하나의 모듈 기판(180)에 다수개가 실장될 수 있다. 도 2에는 모듈 기판(180)의 양면에 총 8개의 보조 기판(150)이 실장된 경우를 도시하고 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 보조 기판(150)의 크기나 형태에 따라 다양한 개수의 보조 기판(150)이 다양한 위치에 실장될 수 있다.
한편, 보조 기판(150)은 하부면에 형성되는 솔더 볼(155)들을 통해 모듈 기판(180)에 실장된다. 따라서, 보조 기판(150)이 실장되는 모듈 기판(180)의 양면에는 보조 기판(150)의 솔더 볼(155)들과 대응되는 위치에 볼 패드가 형성된다. 즉, 모듈 기판(180)에 형성되는 볼 패드는 보조 기판(150)에 형성되는 솔더 볼(155)들의 배치 형태에 따라 이에 알맞게 형성된다.
또한, 보조 기판(150)의 솔더 볼(155)들은 필요에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다. 도 3을 참조하면, 반도체 소자(110)로 SIP(Single Inline Package)들이 삽입 홀(152)을 통해 보조 기판(150)에 실장되어 있고, 솔더 볼(155)들은 보조 기판(150) 하부면의 삽입 홀(152) 입구에 각각 형성되어 있는 예를 도시하고 있다. 그리고, 이와는 다른 형태의 보조 기판이 도 4에 도시되어 있다.
도 4는 본 발명에 다른 실시예에 따른 반도체 소자가 실장된 보조 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 보조 기판(250)에는 반도체 소자(210)로 ZIP(Zigzag Inline package)가 실장되어 있으며, 리드(212)가 삽입되는 삽입 홀(252)과 보조 기판(250)의 하부면에 형성되는 솔더 볼(255)이 서로 다른 위치에 형성되어 있는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 삽입 홀(252)은 전도성 물질이 채워져있는 비아(via)로 형성되고, 보조 기판(250)의 하부면에는 비아와 솔더 볼(255)들을 전기적으로 연결시키는 회로 패턴(도시되지 않음)이 형성된다.
이처럼 본 발명에 따른 보조 기판(150, 250)의 솔더 볼(155, 255)들은 필요에 따라 다양하게 배치될 수 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 실시예들에 따른 보조 기판을 갖는 반도체 모듈은 보조 기판에 다수개의 반도체 소자들이 나란하게 실장된다. 즉, 모듈 기판과 수평을 이루며 실장되던 종래의 반도체 모듈에 비하여, 반도체 소자들을 이용하여 비교적 면적이 좁은 일측면을 통해 보조 기판에 실장하기 때문에, 단위 면적당 실장할 수 있는 소자들의 수가 증가된다.
또한, 본 실시예들에 따른 보조 기판을 갖는 반도체 모듈은 보조 기판을 이용하여 반도체 소자들을 실장한 후, 보조 기판에 형성된 솔더 볼을 이용하여 모듈 기판에 표면 실장하여 반도체 모듈을 형성한다. 따라서, 전술된 삽입 실장형 반도체 소자들뿐만 아니라, 표면 실장형 반도체 소자들도 보조 기판을 통해 반도체 모듈로 형성할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 개시하였으며, 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미로 사용된 것이지 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명의 보조 기판을 갖는 반도체 모듈에 따르면, 보조 기판을 이용하여 수직 실장형 반도체 소자들을 실장하고, 보조 기판 하부면에 형성되는 솔더 볼들을 이용하여 보조 기판을 모듈 기판에 표면 실장한다.
따라서, 다양한 형태의 수직 실장형 반도체 소자들을 보조 기판 상에 집적하여 실장할 수 있으므로, 반도체 모듈의 용량을 용이하게 증가시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 모듈 기판;
    상기 모듈 기판보다 작은 크기를 갖고, 하부면에 형성되는 외부 접속 단자들을 통해 상기 모듈 기판의 일면 또는 양면에 실장되는 보조 기판; 및
    상기 보조 기판의 상부면에 실장된 적어도 하나 이상의 수직 실장형 반도체 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 기판을 갖는 반도체 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 기판은 다수개가 상기 모듈 기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 보조 기판을 갖는 반도체 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 기판의 상기 외부 접속 단자는 솔더 볼인 것을 특징으로 하는 보조 기판을 갖는 반도체 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 수직 실장형 반도체 소자는 삽입 실장형이며, 상기 보조 기판은 내부에 다수개의 삽입 홀이 형성되고, 상기 삽입 홀을 통해 상기 수직 실장형 반도체 소자의 리드들이 삽입되며 실장되는 것을 특징으로 하는 보조 기판을 갖는 반도체 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 수직 실장형 반도체 소자는 ZIP(Zigzag Inline Package) 또는 SIP(Single Inline Package) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 보조 기판을 갖는 반도체 모듈.
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