KR20100052311A - Method of manufacturing module substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모듈 기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 내부에 중공형 히트싱크를 형성할 수 있는 모듈 기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a module substrate, and more particularly, to a method for manufacturing a module substrate capable of forming a hollow heat sink therein.
일반적으로, 반도체 칩들은 일련의 공정을 거쳐 개개의 반도체 패키지로 제작되고, 이렇게 패키지화된 반도체 칩들은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)에 실장되어 반도체 모듈을 구현하게 된다.In general, semiconductor chips are manufactured into individual semiconductor packages through a series of processes, and the semiconductor chips packaged as described above are mounted on a printed circuit board to implement a semiconductor module.
반도체 모듈 제품은 하나의 회로 기판에 여러 개의 반도체 메모리 칩을 실장하여 메모리 소자를 개별 칩으로 장착할 때의 불편을 없애고 메모리 소자의 기억 용량을 높이며 시장 주기에 뒤떨어진 제품의 활용도를 높일 수 있다는 점에서 널리 사용된다. Semiconductor module products can be equipped with multiple semiconductor memory chips on a single circuit board, eliminating the inconvenience of mounting memory devices as individual chips, increasing memory capacity of memory devices, and increasing utilization of products that are out of market cycles. Widely used in
또한, 표면 실장 기술(Surface Mount Technology : SMT)을 사용하여 상기와 같은 반도체 모듈을 생산할 때는 여러 개의 동일한 회로 기판이 연결되어 있는 연배열 인쇄회로기판을 사용하기도 한다. In addition, when producing the above-described semiconductor module using the Surface Mount Technology (SMT), a flexible array printed circuit board is connected to a plurality of identical circuit boards.
한편, 반도체 모듈에 실장되는 패키지화된 반도체 칩은 그 동작시에 필연적으로 열이 발생하게 되며, 이러한 열이 패키지의 외부로 신속하게 빠져나가지 못할 경우, 심각한 손상을 받게 된다. On the other hand, a packaged semiconductor chip mounted on a semiconductor module inevitably generates heat during its operation, and if such heat does not quickly escape to the outside of the package, serious damage occurs.
예를 들면, 램버스 디램(Rambus DRAM)은 기존의 동기형 DRAM(SDRAM)보다 매우 고속으로 작동하기 때문에, 열 방출이 특히 더 요구된다. For example, Rambus DRAMs operate at much higher speeds than conventional synchronous DRAMs (SDRAMs), so heat dissipation is particularly desired.
이를 위해 히트싱크(Heat sink) 또는 히트스프레더(Heat Spreader)라는 것을 적용하여 반도체 칩의 동작시에 발생되는 열이 신속하게 패키지 외부로 방출될 수 있도록 하고 있다.To this end, a heat sink or heat spreader is used to quickly release heat generated during operation of the semiconductor chip to the outside of the package.
일반적으로, 상기와 같은 히트싱크 또는 히트스프레더의 적용은 상면 및 하면에 다수의 반도체 패키지가 실장된 모듈 기판을 중심 부분에 배치시키고, 상기 모듈 기판의 양 측면에 히트싱크 또는 히트스프레더를 부착하여 적용한다.In general, the application of the heat sink or heat spreader may be performed by arranging a module substrate on which a plurality of semiconductor packages are mounted on a top surface and a bottom surface thereof, and attaching a heat sink or heat spreader to both sides of the module substrate. do.
한편, 상기와 같은 방식을 이용한 히트싱크 또는 히트스프레더는 서버 급 컴퓨터의 고 사양화에 따라 메모리 용량이 증가되고 그에 따른 한정된 공간에 많은 메모리를 삽입함과 아울러, 모듈 간의 간격을 줄이고자 하는 추세에 부합하기 위해, 중심 부분에 히트싱크 또는 히트스프레더의 역할을 수행하는 금속 코어를 배치하고, 상기 금속 코어 상측에 핀(Fin) 형상의 방열판을 추가적으로 형성해 열을 방출하는 방식으로 대체되고 있는 추세이다.On the other hand, the heat sink or heat spreader using the above-described method increases the memory capacity according to the high specification of the server-class computer, inserts a lot of memory in the limited space, and meets the trend of reducing the space between modules. To this end, a metal core serving as a heat sink or a heat spreader is disposed at a center portion, and a fin-shaped heat sink is additionally formed on the metal core to replace heat.
그러나, 자세하게 도시하고 설명하지는 않았지만, 상기와 같이 금속 코어를 중앙에 배치하고, 상기 금속 코어 양 측에 모듈 기판을 추가로 부착하는 방식은, 상기 금속 코어와 상기 모듈 기판 간을 부착하기 위해 일반적으로 접착 물질이 사용되고 있어, 상기 접착 물질로 인해 전체 패키지의 열 방출 효율은 오히려 더욱 저하되는 양상을 보이게 된다.However, although not shown and described in detail, a method of arranging a metal core in the center as described above and further attaching a module substrate to both sides of the metal core is generally used to attach the metal core to the module substrate. Since the adhesive material is used, the heat release efficiency of the entire package is rather reduced due to the adhesive material.
본 발명은 접착 물질을 사용하지 않고도 히트싱크를 적용할 수 있는 모듈 기판의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a module substrate to which a heat sink can be applied without using an adhesive material.
또한, 본 발명은 상기와 같이 접착 물질을 사용하지 않고도 히트싱크를 적용하여 그에 따른 열 방출 효율 저하를 방지할 수 모듈 기판의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing a module substrate that can be applied to the heat sink without using the adhesive material as described above to prevent the heat emission efficiency is reduced accordingly.
본 발명에 따른 모듈 기판의 제조방법은, 중공형 구조를 갖는 코어(Core)층 일면에 제1절연층을 형성하는 단계; 상기 제1절연층 상에 볼 랜드를 갖는 도전 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 도전 패턴을 포함한 제1절연층 상에 상기 볼 랜드를 노출시키도록 제2절연층을 형성하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a module substrate according to the present invention includes the steps of: forming a first insulating layer on one surface of a core layer having a hollow structure; Forming a conductive pattern having a ball land on the first insulating layer; And forming a second insulating layer on the first insulating layer including the conductive pattern to expose the ball lands.
상기 코어층은 금속 재질로 형성한다.The core layer is formed of a metal material.
상기 중공은 단면상으로 봤을 때, 원형 또는 다각형의 형상으로 형성한다.The hollow is formed in a circular or polygonal shape when viewed in cross section.
상기 코어층은 상기 하나의 중공을 여러 개의 영역들로 분리시키도록 상기 중공 내에 설치된 격막을 더 형성한다.The core layer further forms a diaphragm provided in the hollow to separate the hollow into several regions.
상기 중공은 내부에 다수의 돌기를 더 형성한다.The hollow further forms a plurality of protrusions therein.
상기 제2절연층은 솔더 레지스트로 형성한다.The second insulating layer is formed of a solder resist.
또한, 본 발명에 따른 모듈 기판의 제조방법은, 중공형 구조를 갖는 코어(Core)층의 일면 및 상기 일면과 대향하는 타면에 각각 제1 및 제2절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2절연층 상에 각각 제1 및 제2볼 랜드를 갖는 제1 및 제 2도전 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2도전 패턴을 포함한 제1 및 제2절연층 상에 각각 상기 제1 및 제2볼 랜드를 노출시키도록 제3 및 제4절연층을 형성하는 단계;를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a module substrate according to the present invention comprises the steps of: forming first and second insulating layers on one surface of the core layer having a hollow structure and the other surface facing the one surface, respectively; Forming first and second conductive patterns having first and second ball lands on the first and second insulating layers, respectively; And forming third and fourth insulating layers on the first and second insulating layers including the first and second conductive patterns to expose the first and second ball lands, respectively.
상기 코어층은 금속 재질로 형성한다.The core layer is formed of a metal material.
상기 중공은 단면상으로 봤을 때, 원형 또는 다각형의 형상으로 형성한다.The hollow is formed in a circular or polygonal shape when viewed in cross section.
상기 코어층은 상기 하나의 중공을 여러 개의 영역들로 분리시키도록 상기 중공 내에 설치된 격막을 더 형성한다.The core layer further forms a diaphragm provided in the hollow to separate the hollow into several regions.
상기 중공은 내부에 다수의 돌기를 더 형성한다.The hollow further forms a plurality of protrusions therein.
상기 제3 및 제4절연층은 각각 솔더 레지스트로 형성한다.The third and fourth insulating layers are each formed of a solder resist.
본 발명은 모듈 기판 제조시, 중공형 구조를 갖는 금속 코어층을 기초층으로 하여 모듈 기판이 제조됨으로써, 접착 물질을 사용하지 않고도 히트싱크 또는 히트스프레더를 상기 모듈 기판에 적용시킬 수 있다.In the present invention, when the module substrate is manufactured, the module substrate is manufactured using a metal core layer having a hollow structure as a base layer, whereby a heat sink or a heat spreader can be applied to the module substrate without using an adhesive material.
따라서, 본 발명은 종래의 히트싱크 또는 히트스프레더를 부착시키는 접착 물질에 의한 열 방출 효율 저하를 원천적으로 방지할 수 있다.Therefore, the present invention can fundamentally prevent a decrease in heat dissipation efficiency due to an adhesive material to which a conventional heat sink or heat spreader is attached.
또한, 본 발명은 상기와 같이 중공형 구조를 갖는 금속 코어층을 기초층으로하여 모듈 기판이 제조됨으로써, 접착 물질을 사용하지 않고도 히트싱크 또는 히트스프레더를 모듈 기판에 적용시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 금속 코어층에 의해 종래의 히트싱크 또는 히트스프레더와 같은 동일한 열 방출 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, since the module substrate is manufactured based on the metal core layer having the hollow structure as described above, the heat sink or the heat spreader can be applied to the module substrate without using an adhesive material. The metal core layer can achieve the same heat dissipation effect as a conventional heat sink or heat spreader.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 모듈 기판의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a module substrate according to an embodiment of the present invention, which will be described below.
도 1a를 참조하면, 중공(104)형 구조를 갖는 코어(Core)층(102)이 마련된다. 여기서, 이러한 코어층(102)은 일반적인 모듈 기판 제조에 적용되는 재질이 아닌 금속 재질로 형성된다.Referring to FIG. 1A, a
또한, 이러한 코어층(102)은 금속관 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 단면상으로 봤을 때, 원형 또는 다각형 구조의 금속관 형태로 형성될 수 있다.In addition, the
게다가, 이러한 코어층(102)은 열 방출 효율을 향상시키기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 내부가 다수의 공간, 즉, 중공(104)이 다수의 공간으로 구획되도록 격막(116)이 설치된 구조로 형성될 수 있다.In addition, the
부가하여, 이러한 코어층(102)은 도 3에 도시된 바와 같이, 내부가 다수의 공간으로 구획되도록 격막(116)이 설치됨과 아울러, 중공 내부에 다수의 돌기(118)가 형성될 수 있으며, 이러한 다수의 돌기(118)는 예를 들면, 요철 및 볼 형상으로 형성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the
이 경우, 상기 돌기(118)에 의해 내부 중공(104)의 단면적을 증가시킬 수 있으므로, 그에 따른 열 방출 효율을 종래보다 향상시킬 수 있다.In this case, since the cross-sectional area of the
이어서, 이러한 중공(104)형 구조를 갖는 코어층(102) 일면에 제1절연층(106)이 형성된다,Subsequently, a first
도 1b를 참조하면, 이러한 제1절연층(106)을 포함한 코어층(102)의 일면에 볼 랜드 형성 영역(도시안됨)을 갖는 도전층(108)이 형성된다. 여기서, 도전층(108)은 일반적인 모듈 기판 제조에 사용되는 도전층(108)으로 형성되며, 예를 들면 구리로 형성된다.Referring to FIG. 1B, a
도 1c를 참조하면, 이러한 구리로 이루어진 도전층(108)이 식각되어, 제1절연층(106)을 포함한 코어층(102) 상면에 볼 랜드(110)를 갖는 도전 패턴(112)이 형성된다.Referring to FIG. 1C, the
도 1d를 참조하면, 이러한 도전 패턴(112)을 갖는 제1절연층(106)을 포함하는 코어층(102) 상에 제2절연층(114)이 형성된다. 이때, 제2절연층(114)은 도전 패턴(112)의 볼 랜드(110) 부분을 노출시키도록 형성된다. 또한, 제2절연층(114)은 솔더 레지스트로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1D, a second
한편, 본 발명의 실시예에서는 모듈 기판 제조시, 코어층의 일면에 단층으로 도전 패턴 및 절연층을 형성시키는 방법에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 코어층의 일면 뿐만 아니라, 코어층의 타면 및 소망하는 두께의 도전 패턴 및 절연층으로 이루어진 다층 기판으로도 형성시켜 본 발명의 실시예를 적용할 수 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the method of forming a conductive pattern and an insulating layer on one surface of the core layer in a single layer when manufacturing a module substrate is illustrated and described, but not only one surface of the core layer, Embodiments of the present invention can also be applied by forming a multilayer substrate composed of a conductive pattern having a thickness and an insulating layer.
이하에서는 다층 기판의 모듈 기판 제조방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a module substrate of a multilayer substrate will be described.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈 기판의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a module substrate according to another embodiment of the present invention, which will be described below.
도 4a를 참조하면, 중공(104)형 구조를 갖는 코어(Core)층(102)이 마련된다. 여기서, 이러한 코어층(102)은 일반적인 모듈 기판 제조에 적용되는 재질이 아닌 금속 재질로 형성된다.Referring to FIG. 4A, a
또한, 이러한 코어층(102)은 금속관 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 단면상으로 봤을 때, 원형 또는 다각형 구조의 금속관 형태로 형성될 수 있다.In addition, the
게다가, 이러한 코어층(102)은 열 방출 효율을 향상시키기 위해 내부가 다수의 공간, 즉, 중공(104)이 다수의 공간으로 구획되도록 격막이 설치된 구조로 형성될 수 있다.In addition, the
부가하여, 이러한 코어층(102)은 내부가 다수의 공간으로 구획되도록 격막이 설치됨과 아울러, 중공 내부에 다수의 돌기가 형성될 수 있으며, 이러한 다수의 돌기는 예를 들면, 요철 및 볼 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the
이 경우, 상기 돌기에 의해 내부 중공의 단면적을 증가시킬 수 있으므로, 그에 따른 열 방출 효율을 종래보다 향상시킬 수 있다.In this case, since the cross-sectional area of the inner hollow can be increased by the projections, the heat dissipation efficiency can be improved accordingly.
이어서, 이러한 중공(104)형 구조를 갖는 코어층(102) 일면 및 일면과 대향하는 타면에 각각 제1 및 제2절연층(106a, 106b)이 형성된다,Subsequently, first and second insulating
도 4b를 참조하면, 이러한 제1 및 제2절연층(106a, 106b)을 포함한 코어층(102)의 일면 및 타면에 볼 랜드 형성 영역(도시안됨)을 갖는 제1 및 제2도전층(108a, 108b)이 형성된다. 여기서, 제1 및 제2도전층(108a, 108b)은 일반적인 모듈 기판 제조에 사용되는 도전층(108a, 108b)으로 형성되며, 예를 들면 구리로 형성된다.Referring to FIG. 4B, the first and second
도 4c를 참조하면, 이러한 구리로 이루어진 제1 및 제2도전층(108a, 108b)이 각각 식각되어, 제1 및 제2절연층(106a, 106b))을 포함한 코어층(102) 일면 및 타 면에 각각 제1 및 제2볼 랜드(110b)를 갖는 제1 및 제2도전 패턴(112a, 112b)이 형성된다.Referring to FIG. 4C, the first and second
도 4d를 참조하면, 이러한 제1 및 제2도전 패턴(112a, 112b)을 갖는 제1 및 제2절연층(106a, 106b)을 포함하는 코어층(102) 일면 및 타면에 각각 제3 및 제4절연층(114a, 114b)이 형성된다. Referring to FIG. 4D, the third and the second surfaces of the
이때, 제3 및 제4절연층(114a, 114b)은 제1 및 제2도전 패턴(112a, 112b)의 제1 및 제2볼 랜드(110a, 110b) 부분을 노출시키도록 형성된다. 또한, 제3 및 제4절연층(114a, 114b)은 솔더 레지스트로 형성될 수 있다.In this case, the third and fourth insulating
전술한 바와 같이 본 발명은, 상기와 같이 중공형 구조를 갖는 금속 코어층을 기초층으로 하여 모듈 기판이 제조됨으로써, 접착 물질을 사용하지 않고도 히트싱크 또는 히트스프레더를 적용시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the module substrate is manufactured by using the metal core layer having the hollow structure as a base layer as described above, whereby a heat sink or a heat spreader can be applied without using an adhesive material.
따라서, 종래의 히트싱크 또는 히트스프레더를 부착시키는 접착 물질에 의한 열 방출 효율 저하를 원천적으로 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to fundamentally prevent the reduction of heat dissipation efficiency due to the adhesive substance to which the conventional heat sink or heat spreader is attached.
또한, 상기와 같이 중공형 구조를 갖는 금속 코어층을 기초층으로 하여 모듈 기판이 제조됨으로써, 접착 물질을 사용하지 않고도 히트싱크 또는 히트스프레더를 모듈 기판에 적용시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 금속 코어층에 의해 종래의 히트싱크 또는 히트스프레더와 같은 동일한 열 방출 효과를 얻을 수 있다.In addition, the module substrate is manufactured using the metal core layer having the hollow structure as a base layer as described above, so that the heat sink or the heat spreader can be applied to the module substrate without using an adhesive material, and the metal core layer The same heat dissipation effect as that of a conventional heat sink or heat spreader can be obtained.
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 있다.In the above-described embodiments of the present invention, the present invention has been described and described with reference to specific embodiments, but the present invention is not limited thereto, and the scope of the following claims is not limited to the scope of the present invention. It will be readily apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 모듈 기판의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정별 단면도.1A to 1D are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a module substrate according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈 기판의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a module substrate according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모듈 기판의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a module substrate according to another embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈 기판의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정별 단면도.4A to 4D are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a module substrate according to another embodiment of the present invention.
Claims (12)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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KR1020080111266A KR20100052311A (en) | 2008-11-10 | 2008-11-10 | Method of manufacturing module substrate |
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2008
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