KR20090082029A - 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조방법은, 기판 하면에 다수의 홀이 구비된 볼 부착용 마스크를 배치시키는 단계와, 상기 볼 부착용 마스크의 홀에 의해 노출된 상기 기판 하면 부분에 솔더를 형성하는 단계와, 상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 솔더 볼의 신뢰성을 향상시킴과 아울러, 원가 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있는 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 산업에서 집적회로에 대한 패키징 기술은 소형화에 대한 요구 및 실장 신뢰성을 만족시키기 위해 지속적으로 발전되고 있다. 예컨데, 소형화에 대한 요구는 칩 크기에 근접한 패키지에 대한 기술 개발을 가속화시키고 있으며, 실장 신뢰성에 대한 요구는 실장작업의 효율성 및 실장 후의 기계적, 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 패키징 기술에 대한 중요성을 부각시키고 있다.
상기 패키지의 소형화를 이룬 한 예로서, BGA(Ball Grid Array) 패키지를 들 수 있다. 상기 BGA 패키지는 전체적인 패키지의 크기가 반도체 칩의 크기와 동일하거나 거의 유사하며, 특히, 외부와의 전기적 접속 수단, 즉, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : 이하, PCB)에의 실장 수단으로서, 솔더 볼이 구비됨에 따라 실장 면적이 감소되고 있는 추세에 매우 유리하게 적용할 수 있다는 잇점이 있다.
상기 BGA 패키지는 외부와의 전기적 접속 수단으로 인쇄회로 기판(Printed Circuit Board)을 이용함으로써, 전체적인 전기 회로의 길이를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 파워나 그라운드 본딩 영역을 용이하게 도입할 수 있기 때문에 탁월한 전기적 성능을 발현시킬 수 있고, 또한 입출력핀 수의 설계시에 보다 여유있는 간격으로 보다 많은 입출력핀수를 만들 수 있으며, 전체적인 패키지의 크기가 반도체 칩의 크기와 동일하거나 거의 유사하고 실장 면적을 최소화시킬 수 있다는 잇점을 갖는다.
이하에서는, 종래기술에 BGA 패키지에 대해 간략하게 설명하도록 하면, 먼저, 다수의 전극단자가 구비된 기판 상에 다수의 본딩패드가 구비된 반도체 칩이 부착되고, 반도체 칩과 기판 간이 본딩와이어에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 본딩와이어와 반도체 칩을 포함하는 기판의 상면을 외부의 스트레스로부터 보호하기 위해 EMC(Epoxy Molding Compound)와 같은 봉지제로 밀봉되고, 상기 기판 하면의 볼 랜드에는 솔더 볼과 같은 다수의 외부 접속 단자가 부착된다.
상기와 같은 솔더 볼은, EMC와 같은 봉지제를 이용한 밀봉 공정이 수행된 기판의 하면에 융제(Flux)와 같은 접착 물질을 도포하여 솔더 볼을 부착하고, 그런 다음, 부착된 상기 솔더 볼을 리플로우(Reflow)하여 형성하는 솔더 볼 마운팅(Solder Ball Mount : SBM) 공정을 통해 형성한다.
그러나, 자세하게 도시하고 설명하지는 않았지만, 전술한 바와 같은 솔더 볼 마운팅 공정은 솔더 볼에 대한 융제 도포 및 솔더 볼 리플로우 공정과 같은 각각의 공정에 따른 장치(Tool)를 따로 제작해서 사용해야 한다.
더욱기, 상기 솔더 볼 마운팅 공정을 수행하기 위해 요구된 각 장치를 이용하기 위한 또 다른 장치가 요구되게 되어, 이로 인해 패키지 전체의 원가를 상승시키게 된다.
또한, 상기 솔더 볼 형성 전, 상기와 같은 EMC를 이용한 몰딩 공정 수행 후, 상기 몰딩 공정에 의해 EMC가 수축하게 되어, 그에 따른 기판의 휨(Warpage) 현상을 발생시키게 되어, 후속의 솔더 볼 부착시, 기판 볼 랜드에의 솔더 볼의 미싱(Missing) 볼 및 솔더 볼의 오 정렬(Misalign) 불량을 발생시키게 되어 패키지 전체의 생산성을 저하시키게 된다.
본 발명은 추가적인 장치가 요구되지 않고도 솔더 볼 마운팅(Sloder Ball Mount : SBM) 공정을 용이하게 수행하여 패키지 전체의 원가를 절감시킬 수 있는 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판의 휨 현상에 따른 솔더 볼의 미싱(Missing) 볼 및 솔더 볼 오 정렬(Misalign) 불량을 방지할 수 있는 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조방법을 제공한다.
게다가, 본 발명은 상기와 같이 솔더 볼의 미싱(Missing) 볼 및 솔더 볼 오 정렬(Misalign) 불량을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 솔더 볼 형성방법은, 기판 하면에 다수의 홀이 구비된 볼 부착용 마스크를 배치시키는 단계; 상기 볼 부착용 마스크의 홀에 의해 노출된 상기 기판 하면 부분에 솔더를 형성하는 단계; 및 상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 기판은 스트립 레벨 기판을 사용한다.
상기 볼 부착용 마스크를 부착하는 단계는 UV(Ultra Violet) 접착 방식으로 수행한다.
상기 볼 부착용 마스크는 멜라민 수지로 형성한다.
상기 솔더를 형성하는 단계는 상기 기판 하면의 볼 부착용 마스크 상에 솔더 페이스트를 도포하는 단계; 및 상기 솔더 페이스트를 스퀴즈(Squeeze)를 이용하여 스크린 프린팅(Screen Printing)하는 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 솔더 볼 형성방법을 이용한 반도체 패키지의 제조방법은, 기판 하면에 다수의 홀이 구비된 볼 부착용 마스크를 배치시키는 단계; 상기 볼 부착용 마스크의 홀에 의해 노출된 상기 기판 하면 부분에 솔더를 형성하는 단계; 상기 기판 상면에 반도체 칩을 부착하는 단계; 상기 반도체 칩과 기판 간을 본딩와이어로 연결하는 단계; 상기 본딩와이어와 반도체 칩을 포함한 기판의 상면을 봉지제로 밀봉하는 단계; 및 상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계는 UV 방식으로 수행한다.
상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계 후, 상기 솔더를 리플로우하여 상기 기판 하면에 솔더 볼을 형성하는 단계; 및 상기 기판을 반도체 칩 레벨로 쏘잉하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명은 반도체 패키지 형성시, 기판 하면에 멜라민 수지로 이루어진 볼 부착용 마스크를 부착하고, 상기 볼 부착용 마스크 내에 형성된 다수의 홀을 이용하여 상기 기판 하면에 다수의 솔더 볼을 형성함으로써, 종래의 솔더 볼 마운팅 공정에서의 각각의 공정에 따른 장치(Tool) 및 상기 장치를 이용하기 위해 요구되는 또 다른 장치를 제작해야 함에 따라 유발되는 패키지 전체의 원가 상승을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 볼 부착용 마스크는 상기 기판 상면에의 몰딩 공정 전에 부착하여, 몰딩 공정을 수행함으로써, 멜라민 수지의 특성으로 인한 EMC의 수축을 방지할 수 있으므로 그에 따른 전체 기판의 휨(Warpage) 현상을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 솔더 볼의 미싱(Missing) 볼 및 솔더 볼의 오 정렬(Misalign)과 같은 불량 발생을 방지할 수 있어 그에 따른 반도체 패키지의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 반도체 패키지 형성시, 기판 하면에 멜라민 수지로 이루어진 볼 부착용 마스크를 부착하고, 상기 볼 부착용 마스크 내에 형성된 다수의 홀을 이용 하여 상기 기판 하면에 다수의 솔더 볼을 형성한다.
이때, 상기 볼 부착용 마스크 부착은 상기 기판 상면에의 몰딩 공정 전에 부착하고, 상기 기판 하면에 솔더 볼 형성 후 제거한다.
이렇게 하면, 상기와 같이 멜라민 수지로 이루어진 볼 부착용 마스크만을 이용하여 기판 하면에 솔더 볼을 형성함으로써, 종래의 솔더 볼을 형성하기 위한 솔더 볼 마운팅 공정에서의 솔더 볼에 대한 융제 도포 및 솔더 볼 리플로우 공정과 같은 각각의 공정에 따른 장치(Tool) 및 상기 장치를 이용하기 위해 요구되는 또 다른 장치를 제작해야 함에 따라 유발되는 패키지 전체의 원가 상승을 방지할 수 있다.
또한, 상기 멜라민 수지로 이루어진 볼 부착용 마스크를 기판 하면에 부착하고 몰딩 공정을 수행함으로써, 상기 멜라민 수지의 특성으로 인한 EMC의 수축을 방지할 수 있으므로, 그에 따른 전체 기판의 휨(Warpage) 현상을 방지할 수 있다.
따라서, 기판 볼 랜드에 솔더 볼 부착시, 솔더 볼의 미싱(Missing) 볼 및 솔더 볼의 오 정렬(Misalign)과 같은 불량 발생을 방지할 수 있어 전체 반도체 패키지의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
자세하게, 도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도 1a를 참조하면, 다수의 유니트 레벨 기판(도시안됨)을 포함한 스트립 레벨 기판(102)의 하면에 상기 다수의 유니트 레벨 기판의 볼 랜드(도시안됨)와 대응되는 다수의 홀(H)이 구비된 볼 부착용 마스크(104)를 UV(Ultra Violet) 접착 방식으로 부착한다.
이때, 상기 볼 부착용 마스크(104)는 멜라민 수지로 이루어지며, 여기서, 상기 멜라민 수지에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.
상기 멜라민 수지는 분자식 C3H6N5이며, 분자량 126.13의 고분자로서 에폭시, 폴리카보네이트와 더불어 가장 널리 알려진 열 경화성 수지이고, 표면 경도가 크고 내 약품성이 매우 우수한 고분자이다.
또한, 상기 멜라민 수지는 녹는 점이 약 354℃이며 열에 의한 수축 팽창이 매우 적어 반도체 패키지 제조 공정에서 응용이 용이하며, 패키지 몰드 공정 시의큐어링 온도인 170∼190℃를 충분히 견뎌낼 수 있는 특성을 가지고 있다.
도 1b를 참조하면, 상기 볼 부착용 마스크(104)의 전면 상에 솔더 페이스트(106)를 도포한다.
그런 다음, 상기 볼 부착용 마스크(104) 상에 도포된 솔더 페이스트(106)를 상기 볼 부착용 마스크(104)를 이용하여 상기 스트립 레벨 기판(102) 하면에 다수의 솔더를 형성한다.
이때, 상기 다수의 솔더는 상기 볼 부착용 마스크(104) 상에 솔더 페이스트를 도포한 다음, 상기 솔더 페이스트를 스퀴즈(Squeeze)를 이용한 스크린 프린 팅(Screen Printing) 방식으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 1c를 참조하면, 상기와 같이 하면에 다수의 솔더가 형성된 스트립 레벨 기판(102)의 상면의 각 유니트 레벨 기판 상에 다수의 반도체 칩(108)을 부착한다.
그런 다음, 상기 다수의 반도체 칩(108)과 각 유니트 레벨 기판 간을 본딩와이어(도시안됨)에 의해 전기적으로 연결한 다음, 상기 본딩와이어와 다수의 반도체 칩(108)을 포함하는 유니트 레벨 기판으로 이루어진 상기 스트립 레벨 기판(102)을 외부의 스트레스로부터 보호하기 위해 EMC(Epoxy Molding Compound)와 같은 봉지제(110)로 몰딩한다.
여기서, 상기 스트립 레벨 기판(102)에 대한 몰딩 공정 수행시 상기 스트립 레벨 기판(102) 하면에 부착된 멜라민 수지로 이루어진 볼 부착용 마스크(104)의 특성으로 인해, 상기 EMC의 수축을 방지할 수 있으므로, 스트립 레벨 기판(102)의 휨 현상을 방지할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 상기 상면이 EMC와 같은 봉지제(110)로 몰딩된 스트립 레벨 기판(102) 하면에 부착된 볼 부착용 마스크(104)를 UV 방식으로 제거한다.
이때, 상기 볼 부착용 마스크(104) 제거시, 상기 볼 부착용 마스크(104) 내의 홀 내에 형성된 솔더(107)는 상기 스트립 레벨 기판(102) 하면에 잔류되도록 상기 볼 부착용 마스크(104)만 제거된다.
도 1e를 참조하면, 상기 볼 부착용 마스크가 완전히 제거되고 하면에 다수의 솔더(107)가 잔류된 상기 스트립 레벨 기판(102)에 대해 리플로우(112) 공정을 수행하여 상기 각 유니트 레벨 기판의 볼 랜드 상에 다수의 솔더 볼(114)을 형성한 다.
이후, 도시하지는 않았지만, 상기 스트립 레벨 기판을 반도체 칩 레벨로 쏘잉하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 완성한다.
전술한 바와 같이 본 발명은, 반도체 패키지 형성시, 기판 하면에 멜라민 수지로 이루어진 볼 부착용 마스크를 부착하고, 상기 볼 부착용 마스크 내에 형성된 다수의 홀을 이용하여 상기 기판 하면에 다수의 솔더 볼을 형성함으로써, 종래의 솔더 볼을 형성하기 위한 솔더 볼 마운팅 공정에서의 솔더 볼에 대한 융제 도포 및 솔더 볼 리플로우 공정과 같은 각각의 공정에 따른 장치(Tool) 및 상기 장치를 이용하기 위해 요구되는 또 다른 장치를 제작해야 함에 따라 유발되는 패키지 전체의 원가 상승을 방지할 수 있다.
또한, 상기 볼 부착용 마스크는 상기 기판 상면에의 몰딩 공정 전에 부착하하여, 몰딩 공정을 수행함으로써, 멜라민 수지의 특성으로 인한 EMC의 수축을 방지할 수 있으므로, 그에 따른 전체 기판의 휨(Warpage) 현상을 방지할 수 있다.
따라서, 기판 볼 랜드에 솔더 볼 부착시, 솔더 볼의 미싱(Missing) 볼 및 솔더 볼의 오 정렬(Misalign)과 같은 불량 발생을 방지할 수 있어 전체 반도체 패키지의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 실시예들에서는 특정 실시예에 관련하고 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있 다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정별 단면도.
Claims (8)
- 기판 하면에 다수의 홀이 구비된 볼 부착용 마스크를 배치시키는 단계;상기 볼 부착용 마스크의 홀에 의해 노출된 상기 기판 하면 부분에 솔더를 형성하는 단계; 및상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 볼 형성방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판은 스트립 레벨 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 솔더 볼 형성방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 볼 부착용 마스크를 부착하는 단계는 UV(Ultra Violet) 접착 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 솔더 볼 형성방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 볼 부착용 마스크는 멜라민 수지로 형성하는 것을 특징으로 하는 솔더 볼 형성방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 솔더를 형성하는 단계는상기 기판 하면의 볼 부착용 마스크 상에 솔더 페이스트를 도포하는 단계; 및상기 솔더 페이스트를 스퀴즈(Squeeze)를 이용하여 스크린 프린팅(Screen Printing)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 볼 형성방법.
- 기판 하면에 다수의 홀이 구비된 볼 부착용 마스크를 배치시키는 단계;상기 볼 부착용 마스크의 홀에 의해 노출된 상기 기판 하면 부분에 솔더를 형성하는 단계;상기 기판 상면에 반도체 칩을 부착하는 단계;상기 반도체 칩과 기판 간을 본딩와이어로 연결하는 단계;상기 본딩와이어와 반도체 칩을 포함한 기판의 상면을 봉지제로 밀봉하는 단계; 및상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계는 UV 방식으로 수행하는 것을 특징 으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 볼 부착용 마스크를 제거하는 단계 후,상기 솔더를 리플로우하여 상기 기판 하면에 솔더 볼을 형성하는 단계; 및상기 기판을 반도체 칩 레벨로 쏘잉하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
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| KR1020080008260A KR20090082029A (ko) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | 솔더 볼 형성방법 및 이를 이용한 반도체 패키지의제조방법 |
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| KR (1) | KR20090082029A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10971376B2 (en) | 2018-01-15 | 2021-04-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Printed circuit board with protective member and method of manufacturing semiconductor package having the same |
-
2008
- 2008-01-25 KR KR1020080008260A patent/KR20090082029A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10971376B2 (en) | 2018-01-15 | 2021-04-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Printed circuit board with protective member and method of manufacturing semiconductor package having the same |
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