KR20090022481A - Circuit board built-in test pad for memory chip, and cob-type chip package including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 데이터 저장장치인 메모리 카드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 한정된 공간에 고용량의 메모리 장치를 실장할 수 있는 칩 온 보드(Chip on Board) 구조로 된 메모리 소자 또는 메모리 카드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
메모리 카드(Memory Card)는 PC(Personal Computer) 뿐만 아니라 휴대폰, 디지털 카메라, PDA(Personal Digital Assistant) 등에 사용하도록 고안된 초소형의 기록 매체이다. 메모리 카드는 용량이 수 기가 바이트까지 증가하였고 낮은 전압(예컨대, 1.65~1.95V)으로 고속 동작(예컨대, 52MB/s)이 가능하기 때문에, 휴대용 통신기기나 디지털 영상기기 등에 널리 사용되고 있다. 또한, 메모리 카드에 사용되는 기억 소자로는 플래시 메모리 소자가 주로 이용되고 있는데, 플래시 메모리 소자(Flash Memory Device)는 전원이 꺼져도 데이터를 유지할 수 있고 소비 전력이 낮으며 속도가 빠르고 휴대성이 좋아 모바일 기기 등 디지털 가전으로 응용 범위가 확대되고 있다. A memory card is a compact recording medium designed to be used not only for a personal computer (PC) but also for a mobile phone, a digital camera, a personal digital assistant (PDA), and the like. Memory cards are widely used in portable communication devices and digital imaging devices because their capacity has been increased to several gigabytes and high-speed operation (eg, 52 MB / s) can be performed at low voltages (for example, 1.65 to 1.95 V). In addition, a flash memory device is mainly used as a memory device used in a memory card. A flash memory device is capable of maintaining data even when the power is turned off, low power consumption, high speed, and high portability. The application range is expanding to digital home appliances such as appliances.
플래시 메모리 카드에는 보안 디지털 카드(Secure Digital Memory Card, 이하 'SD 메모리 카드'), 미니 SD 카드(기존 SD 카드의 크기를 40% 정도 줄인 카드), 멀티 미디어 카드(Multi-Media Card, 이하 'MMC 카드'), RS-MMC 카드(Reduced Sized MMC, 기존 MMC 카드의 크기를 절반으로 줄인 카드), USB(Universal Serial Bus) 인터페이스 규격을 채용한 USB 메모리 카드 등이 있다.Flash memory cards include Secure Digital Memory Cards (SD Cards), Mini SD Cards (40% smaller than existing SD Cards), Multi-Media Cards (MMCs). Cards'), RS-MMC cards (Reduced Sized MMC, cards that cut the size of existing MMC cards in half), and USB memory cards employing the Universal Serial Bus (USB) interface standard.
메모리 카드의 크기는 점차 줄어들고 있는데, 좁은 공간에 원하는 용량의 메모리 장치를 구현하려면 메모리 소자의 실장 밀도를 높여야 한다. 메모리 카드가 초슬림화되면서 회로 소자들의 실장 공간을 확보하는 것은 매우 중요하면서도 기술적으로 아주 어려운 과제가 되었다. 이러한 과제를 해결하기 위하여 최근에는 메모리 카드를 칩 온 보드(Chip On Board, 이하 'COB') 공정을 이용하여 구현하고 있는데, COB 기술은 메모리 카드의 핵심 부품인 메모리 칩을 웨이퍼 상태로 직접 인쇄회로기판(PCB, Prited Circuit Board) 위에 금선 연결하여 성형하는 표면실장기술(SMT, Surface Mount Technology) 중 하나이다.The size of the memory card is gradually decreasing. In order to implement a memory device having a desired capacity in a narrow space, the mounting density of the memory device must be increased. As memory cards become ultra slim, securing the mounting space of circuit elements has become a very important and technically difficult task. In order to solve this problem, memory cards are recently implemented using a chip on board (COB) process. COB technology directly prints a memory chip, a core component of a memory card, in a wafer state. It is one of Surface Mount Technology (SMT) which is formed by connecting gold wire on PCB (Prior Circuit Board).
COB 공정을 이용하는 경우 메모리 반도체 칩 뿐만 아니라 메모리 카드의 동작을 제어하는 제어 칩 및 수동 소자들(Passive Components)이 모두 들어 있는 멀티칩 패키지(Multi-Chip Package; 이하 'MCP')로 구성된다. 이러한 메모리 카드용 멀티칩 패키지의 제조 방법을 간단히 소개하면, 먼저 인쇄회로기판에 저항 소자, 커패시터, 발진 소자 등의 수동 소자를 실장한 다음에, 제어 칩과 메모리 칩(예컨대, 플래시 메모리 칩)을 웨이퍼 상태로 직접 인쇄회로기판에 부착하고(칩 부착(Die Attach) 공정), 이어서 부착된 제어 칩 및 메모리 칩을 금(Au) 또는 알루미 늄(Al) 와이어를 통해 인쇄회로기판에 형성된 본딩 패드에 본딩한다(와이어 본딩(Wire Bonding) 공정). 그 후, 수지 조성물(예컨대, 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound))을 이용하여 패키지 몸체를 형성하고(몰딩(Molding) 공정), 인쇄회로기판을 절단하여 개별 패키지 몸체들로 분리한다(개별화 공정). 이렇게 형성된 낱개의 칩 패키지를 소정의 하우징에 장착하여 하나의 완제품으로서의 메모리 카드를 제조한다.In the COB process, a multi-chip package (hereinafter referred to as 'MCP') including not only a memory semiconductor chip but also a control chip and passive components for controlling the operation of the memory card is included. Briefly introducing the manufacturing method of such a multi-chip package for a memory card, first, a passive element such as a resistor, a capacitor, an oscillation element is mounted on a printed circuit board, and then the control chip and the memory chip (for example, a flash memory chip) are mounted. The wafer is directly attached to the printed circuit board (Die Attach process), and then the attached control chip and memory chip are attached to a bonding pad formed on the printed circuit board through gold (Au) or aluminum (Al) wire. Bonding (wire bonding process). Thereafter, the package body is formed using a resin composition (e.g., an epoxy molding compound) (molding process), and the printed circuit board is cut and separated into individual package bodies (individualization process). . The individual chip packages thus formed are mounted in a predetermined housing to manufacture a memory card as one finished product.
종래의 COB 타입 메모리 카드에서는 메모리 칩이 다이(Die) 상태로 다른 회로소자들과 함께 하나의 패키지 몰딩체 안에 실장되어 있다. 따라서, 제품에 불량이 발생한 경우에는 메모리 칩만 따로 분리해 낼 수 없고, 패키지 몰딩체를 제거한 후 회로기판으로부터 메모리 칩을 분리한 다음 불량 여부를 검사하거나 데이터를 복구하게 된다. 그리고, 불량 요인을 제거하고 데이터를 복구한 다음에는 앞에서 설명한 칩 부착 공정, 몰딩 공정 등을 개별 칩에 대해 수행한 후에야 재활용이 가능하다. 따라서, 종래의 COB 타입 메모리 카드에서는 완제품의 칩 패키지로 제조된 후에는 메모리 칩 자체에 대한 검사 및 데이터 복구가 매우 번거롭고 불편할 수밖에 없다.In a conventional COB type memory card, a memory chip is mounted in one package molding together with other circuit elements in a die state. Therefore, in case of a defect in the product, only the memory chip cannot be separated, and after removing the package molding, the memory chip is separated from the circuit board, and then the defect is inspected or the data is recovered. After removing the defects and restoring the data, the chip attaching process and the molding process may be recycled only after performing the individual chip process. Therefore, in the conventional COB type memory card, the inspection and data recovery of the memory chip itself is very cumbersome and inconvenient after being manufactured in the chip package of the finished product.
또한, 플래시 메모리 소자와 같은 비휘발성 메모리 칩의 용량이 커지면서 그 응용 범위가 확대되고 있는데, 휴대용 모바일 기기 뿐만 아니라 부피가 큰 디지털 TV에도 널리 사용되고 있다. 이와 같이, 플래시 메모리 소자의 응용 범위가 확대되면서 많은 제품이 출시되고 있으며, 그에 따라 한번 제품화된 플래시 메모리 소자를 재활용하는 횟수가 점차 증가하고 있다. 한편, 종래의 COB 타입 칩 패키지의 경우 플래시 메모리 소자를 재활용하기 위해서는 칩 패키지의 몰딩체를 제거한 후 플래시 메모리 소자만을 별도로 분리하는 작업 상의 번거로움이 있다.In addition, as the capacity of nonvolatile memory chips such as flash memory devices increases, their application ranges are expanding, and they are widely used not only for portable mobile devices but also for bulky digital TVs. As such, as the application range of the flash memory device is expanded, many products are released, and the number of recycling of the flash memory device once commercialized is gradually increasing. Meanwhile, in the case of the conventional COB type chip package, in order to recycle the flash memory device, it is cumbersome to separate only the flash memory device after removing the molding of the chip package.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서, COB 타입 칩 패키지로 구성된 메모리 카드에 불량이 발생한 경우 칩 패키지를 해체하지 않고도 메모 리 칩 자체에 대한 독립적인 불량 검사 및 데이터 복구가 가능한 COB 타입 칩 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problem, COB type COB type chip package capable of independent failure inspection and data recovery of the memory chip itself without disassembling the chip package in the event of a failure of the memory card consisting of chip package It is an object to provide a chip package.
또한, 본 발명의 다른 목적은 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자를 재활용하고자 하는 경우 칩 패키지를 해체하지 않고도 메모리 카드를 구성하는 다른 회로소자를 불활성 상태로 하면서 메모리 소자에 대해 독립적으로 액세스(Access)할 수 있는 COB 타입 칩 패키지를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to independently access to a memory device while deactivating other circuit elements constituting the memory card without disassembling the chip package when it is desired to recycle a nonvolatile memory device such as a flash memory. It is to provide a COB type chip package.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 비휘발성 메모리 소자를 포함하는 메모리 카드용 COB 타입 칩 패키지는, 비휘발성 메모리 칩을 포함하는 회로소자와, 회로소자가 실장된 제1 영역 및 회로소자가 실장되지 않은 제2 영역을 포함하는 회로기판과, 회로기판의 제1 영역에 형성되어 실장된 회로소자를 보호하는 몰딩부를 포함한다. 여기서, 회로기판에는, 제1 영역에 형성되며 메모리 칩과 전기적으로 연결된 복수의 제1 본딩 패드와, 몰딩부에 의해 덮혀 있지 않은 제2 영역에 형성되며 복수의 본딩 패드 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 테스트 패드를 포함하여 구성된다.In order to solve the above problems, a COB type chip package for a memory card including a nonvolatile memory device according to the present invention includes a circuit device including a nonvolatile memory chip, a first region in which the circuit device is mounted, and a circuit device. A circuit board including a second region that is not mounted, and a molding portion formed to protect the circuit elements mounted in the first region of the circuit board. Here, the circuit board may include a plurality of first bonding pads formed in the first area and electrically connected to the memory chip, and in a second area not covered by the molding part and electrically connected to at least one of the plurality of bonding pads. And at least one test pad.
또한, 회로기판의 제2 영역에는 외부 기기 접속용 인터페이스 단자가 형성될 수 있으며, 테스트 패드는 인터페이스 단자와 전기적으로 분리되어 형성된다. 사용 가능한 인터페이스 단자로는 USB 인터페이스 단자, SD 인터페이스 단자, MMC 인터페이스 단자 및 SATA 인터페이스 단자 등이 있다.In addition, an interface terminal for connecting an external device may be formed in the second region of the circuit board, and the test pad is electrically separated from the interface terminal. Available interface terminals include USB interface terminal, SD interface terminal, MMC interface terminal and SATA interface terminal.
아울러, 회로소자는 인터페이스 표준에 따라 메모리 칩의 데이터 입출력을 제어하는 제어 칩을 더 포함할 수 있고, 이 경우 회로기판의 상기 제1 영역에 제어 칩과 전기적으로 연결된 복수의 제2 본딩 패드가 형성될 수 있다.In addition, the circuit device may further include a control chip for controlling data input and output of the memory chip according to an interface standard, in which case a plurality of second bonding pads electrically connected to the control chip are formed in the first region of the circuit board. Can be.
본 발명에 따른 COB 타입 메모리 카드용 회로기판은, 비휘발성 메모리 칩을 포함하는 회로소자가 실장되는 제1 영역과, 회로소자가 실장되지 않는 제2 영역을 포함한다. 여기서, 제1 영역에는 메모리 칩과 전기적으로 접속되는 복수의 제1 본딩 패드가 형성되고, 제2 영역에는 복수의 본딩 패드 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 테스트 패드가 형성된다. 나아가, 제2 영역에는 메모리 카드를 외부 기기와 접속하기 위한 USB 인터페이스 단자, SD 인터페이스 단자, MMC 인터페이스 단자 및 SATA 인터페이스 등의 인터페이스 단자가 형성될 수 있고, 인터페이스 단자는 테스트 패드와 전기적으로 분리되어 형성된다. A circuit board for a COB type memory card according to the present invention includes a first region in which a circuit element including a nonvolatile memory chip is mounted, and a second region in which the circuit element is not mounted. Here, a plurality of first bonding pads electrically connected to the memory chip are formed in the first region, and at least one test pad electrically connected to at least one of the plurality of bonding pads is formed in the second region. Furthermore, interface terminals such as a USB interface terminal, an SD interface terminal, an MMC interface terminal, and a SATA interface for connecting the memory card to an external device may be formed in the second area, and the interface terminal may be formed to be electrically separated from the test pad. do.
본 발명에 따른 회로기판 및 이를 이용한 COB 타입 칩 패키지로 구성된 메모리 카드의 사용 중에 수동소자의 오류로 인해 불량이 발생한 경우, 테스트 패드를 통해 메모리 칩만을 독립적으로 제어할 수 있다. 따라서, EMC 몰딩체를 해체하지 않고도 불량 검사 및 데이터의 복구가 가능하게 된다. When a failure occurs due to an error of a passive element during the use of a memory card composed of a circuit board and a COB type chip package using the same, only the memory chip may be independently controlled through a test pad. Therefore, defect inspection and data recovery are possible without disassembling the EMC molding.
또한, 테스트 패드를 통해 메모리 칩에 대한 독립적인 액세스(Access)가 가능하므로 메모리 카드가 채용하는 인터페이스 표준과 무관하게 데이터의 입출력도 가능하게 된다. 따라서, 메모리 카드를 재활용하고자 하는 경우, 칩 패키지 자체도 매우 소형으로 제작되었기 때문이 이보다 큰 부피를 가진 외부 기기(예컨대, 컴퓨터, 디지털 TV 등)에 기억 소자로서 별도의 회로 기판에 실장되어 사용될 수 있 다. 즉, COB 칩 패키지의 EMC 몰딩체를 해제하지 않고도 테스트 패드을 메모리 칩의 접속 단자로 활용하여 별도의 인쇄회로기판에 부품으로 실장되어 사용될 수 있다.In addition, the test pad enables independent access to the memory chip, thereby allowing input and output of data regardless of the interface standard adopted by the memory card. Therefore, when the memory card is to be recycled, since the chip package itself is also made very small, it can be mounted on a separate circuit board as a memory device in an external device having a larger volume (eg, a computer, a digital TV, etc.). have. In other words, the test pad may be used as a connection terminal of the memory chip without releasing the EMC molding of the COB chip package and may be mounted as a component on a separate printed circuit board.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 기술한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명에 따른 칩 패키지의 사시도를 도시하였다. 여기서, 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자인 메모리 칩(210) 및 사용하고자 하는 인터페이스에 적합하도록 데이터의 입출력을 제어하는 제어 칩(230)이 별도로 패키징되지 않은 웨이퍼 상태에서 PCB(100)의 일면에 실장되고, 또한 저항/커패시터(250), 발진 소자(270) 등과 같은 수동 소자들이 함께 실장된 후, 하나의 몰딩체(300)에 의해 밀봉된다. 이렇게 형성된 칩 패키지를 별도로 마련된 하우징 내에 수납하여 메모리 카드로 사용하게 된다. 1 is a perspective view of a chip package according to the present invention. Here, the
도 2에는 회로소자가 실장된 PCB(100)의 전면(101)을 도시하였다. 여기서, PCB(100)에 정의된 소정의 실장 영역에 메모리 칩(210)이 부착된다. 그리고, 메모리 칩(210)에 구비된 칩 패드(211)과 PCB(100)의 전면(101)에 구비된 제1 본딩 패드(111)가 본딩 와이어(213)에 의해 전기적으로 연결된다. 또한, 메모리 카드에 채용된 인터페이스 표준에 따라 데이터의 입출력을 제어하는 제어 칩(230)이 별도로 정의된 소정의 실장 영역에 부착된 후, PCB(100)의 전면(101)에 구비된 제2 본딩 패드(113)와 본딩 와이어에 의해 전기적으로 연결된다. 아울러, 저항/커패시 터(250), 발진 소자(270) 등과 같은 수동 소자들도 PCB(100)의 소정의 영역에 부착된다. 도면에는 도시하지 않았으나, 메모리 칩(210), 제어 칩(230), 저항/커패시터(250), 발진 소자(270) 등의 회로소자들이 실장된 전면(101)은 EMC에 의해 몰딩 가공되어 보호된다.2 shows a
다음으로, 도 3에는 PCB(100)의 후면(102)을 도시하였으며, 회로 소자들이 실장되지 않은 PCB(100)의 후면(102)에는 일측에 인터페이스 단자(130)가 형성된다. 인터페이스 단자(130)가 형성된 칩 패키지의 일단은 외부 기기의 접속부에 삽입되어 데이터가 입력 또는 출력된다. 특히, 도 3에는 인터페이스 단자(130)로서 USB 인터페이스 단자를 예로 하여 도시하였으나, 사용 가능한 인터페이스 단자의 종류에는 제한이 없다. 예컨대 SD 인터페이스, MMC 인터페이스, 또는 SATA(Serial Advanced Technology Architecture) 인터페이스 등과 같은 인터페이스 표준에 따른 단자를 형성하는 것도 가능하다. 다만, 패키지 전체의 규격은 해당 인터페이스 표준에 따라 정해지게 된다.Next, FIG. 3 illustrates a
또한, 도 3에서 보듯이, PCB(100)의 후면(102)에는 복수의 테스트 패드(150)가 형성된다. 테스트 패드(150)는 인터페이스 단자(130)과 전기적으로 분리된 영역 내에 배치된다. 테스트 패드(150)은 메모리 칩(210)에 대해서만 독립적으로 연결되어 있는데, 이를 통해 COB 타입 칩 패키지를 해체하지 않고도 메모리 칩(210) 자체에 대한 검사, 혹은 데이터 복구가 가능하게 된다. 즉, 각각의 테스트 패드(150)는 적어도 하나의 제1 본딩 패드(111)와 전기적으로 연결된다. 사용 가능한 인쇄회로기판(PCB)은 적어도 2층의 절연층과 적어도 1층의 금속 패턴을 포함하 는 다층 인쇄회로기판이다. 금속 패턴은 회로기판에 실장된 메모리 칩(210)과 제어 칩(230)을 연결하거나, 수동소자들(저항, 커패시터, 발진소자 등)과 제어 칩을 연결하는 역할, 인터페이스 단자(130)와 제어 칩(230)을 연결하는 역할을 하게 된다. 나아가, 다른 회로소자들을 연결하는 금속 패턴과는 전기적으로 분리되면서 제1 본딩 패드(111)와 테스트 패드(150)를 전기적으로 연결하는 독립적인 금속 패턴이 추가로 필요하다. 본 발명에서 채용 가능한 인쇄회로기판의 제조 방법은 일반적인 인쇄회로기판의 제조 기술을 통해 구현 가능하므로 여기서는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. In addition, as shown in FIG. 3, a plurality of
도 2 및 도 3에 도시한 구조의 PCB(100)에서는 실장 밀도를 최소로 하기 위하여 PCB(100)의 전면(101)을 회로소자들이 실장되어 EMC 몰딩체에 의해 보호되는 영역으로 하고, 그 후면(102)을 EMC에 의해 보호되지 않고 외부에 노출된 영역으로 하여 여기에 인터페이스 단자(130) 및 테스트 패드(150)를 형성하였다. 그러나, 인터페이스 단자(130) 및 테스트 패드(150)이 외부에 노출되기만 하면 되므로, 이들을 회로소자가 실장되는 영역과 동일면에 배치하여도 무방하다. 또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 메모리 칩, 제어 칩 및 수동 소자가 개별적으로 제작된 후 단일 패키지 내에 밀봉된 상태를 도시하였으나, SIP(System in Package) 기술을 이용하여 하나의 웨이퍼 상에 메모리 칩, 제어 칩, 수동 소자를 모두 형성하는 것도 가능하다.In the
도 1 내지 도 3에 도시한 COB 타입 칩 패키지를 이용하여 완제품의 메모리 카드를 구성한다. 완제품의 메모리 카드를 사용하는 경우 테스트 패드는 인터페이 스 단자와의 단락 방지 및 오염 방지 등을 위하여 절연성 테이프로 보호된다. 만약 메모리 카드의 사용 중에 수동소자의 오류로 인해 불량이 발생한 경우에는 절연성 테이프를 제거한 후 테스트 패드(150)를 통해 메모리 칩(210)만을 독립적으로 제어하게 된다. 따라서, EMC 몰딩체를 해체하지 않고도 불량 검사 및 데이터의 복구가 가능하게 된다. A finished memory card is constructed using the COB type chip package shown in Figs. When using a complete memory card, the test pad is protected with insulating tape to prevent short circuits and contamination of the interface terminals. If a failure occurs due to an error of a passive element while using the memory card, only the
또한, 테스트 패드(150)를 통해 메모리 칩(210)에 대한 독립적인 액세스(Access)가 가능하므로 메모리 카드가 채용하는 인터페이스 표준과 무관하게 데이터의 입출력도 가능하게 된다. 따라서, 메모리 카드를 재활용하고자 하는 경우 칩 패키지 자체도 매우 소형으로 제작되었기 때문이 이보다 큰 부피를 가진 외부 기기(예컨대, 컴퓨터, 디지털 TV 등)에 기억 소자로서 별도의 회로 기판에 실장되어 사용될 수 있다. 즉, COB 칩 패키지의 EMC 몰딩체를 해제하지 않고도 테스트 패드(150)을 메모리 칩의 접속 단자로 활용하여 별도의 인쇄회로기판에 부품으로 실장되어 사용될 수 있다. 이 경우, COB 칩 패키지에 포함된 제어 칩(230), 수동소자들(250, 270)은 인터페이스 단자(130)를 오픈(Open)시켜 불활성 상태로 만든다. 따라서, 외부 기기의 부품으로 재활용되는 경우에도 COB 칩 패키지를 그대로 사용하면서 메모리 칩(210)만을 독립적으로 이용 가능하게 된다.In addition, since independent access to the
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 COB 타입 칩 패키지의 사시도이다.1 is a perspective view of a COB type chip package according to an embodiment of the present invention.
도 2는 복수의 회로 소자들이 실장된 인쇄회로기판의 전면을 도시한 평면도이다.2 is a plan view illustrating a front surface of a printed circuit board on which a plurality of circuit elements are mounted.
도 3은 인터페이스 단자 및 테스트 패드가 형성된 인쇄회로기판의 배면을 도시한 평면도이다.3 is a plan view illustrating a rear surface of a printed circuit board on which interface terminals and test pads are formed.
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2007
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