KR20140030903A - Printed circuit board, pcb for semiconductor chip package, semiconductor chip pakage and method for manufacturing semiconductor chip pakage using pcb there of - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a printed circuit board for a semiconductor chip package, a semiconductor package using the same, and a manufacturing method of the semiconductor chip package, wherein the printed circuit board includes a through hole formed through the whole printed circuit board in a thickness direction in order to prevent the printed circuit board from being bent during thermal processing.

Description

반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판 및 이를 이용한 반도체 패키지와 그 제조방법{PRINTED CIRCUIT BOARD, PCB FOR SEMICONDUCTOR CHIP PACKAGE, SEMICONDUCTOR CHIP PAKAGE AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR CHIP PAKAGE USING PCB THERE OF} Printed circuit board for semiconductor chip package and semiconductor package using same and manufacturing method thereof

본 발명은 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판 및 이를 이용한 반도체 패키지와 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리플로우(Reflow) 진행시 열에 대한 인쇄회로기판의 휨(Warpage)을 효과적으로 감소시키도록 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판 및 그 기판을 이용한 반도체 패키지와 반도체 패키지 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed circuit board for a semiconductor chip package, a semiconductor package using the same, and a manufacturing method thereof, and more particularly, A printed circuit board for a semiconductor chip package, a semiconductor package using the substrate, and a semiconductor package method.

고성능 전자 장치에 널리 사용되는 반도체 패키지는 크기를 작게 하고, 성능을 다기능화하고, 내부 용량을 증가시키기 위해 다양한 발전을 거듭해오고 있다. 크기를 작게 하기 위해서 기존의 리드 프레임 대신에 인쇄회로기판이 주로 사용되고 있다. BACKGROUND ART [0002] Semiconductor packages widely used in high-performance electronic devices have undergone various developments in order to make them smaller in size, multifunctional in performance, and increased in internal capacity. In order to reduce the size, a printed circuit board is mainly used instead of a conventional lead frame.

일반적으로 인쇄회로기판은 배선이 집적되어 반도체 칩 등의 다양한 소자들이 실장 되거나 소자 간의 전기적 연결이 가능하도록 구성되는 부품이다. Generally, a printed circuit board is a component in which wiring is integrated so that various devices such as a semiconductor chip can be mounted or an electrical connection between the devices can be made.

도 1은 종래기술에 의한 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)의 상면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 의한 절단면도이다. FIG. 1 is a top view of a conventional printed circuit board, and FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A 'of FIG.

도 1, 2에 도시된 인쇄회로기판(10)은 절연층(10C), 상기 절연층(10C)을 관통하는 적어도 하나의 비아홀(12), 상기 절연층(10C)의 상하면에 각각 형성된 회로패턴(10A, 10B) 및 상기 회로패턴(10A, 10B)과 비아홀(12)을 전기적으로 연결할 수 있도록 하는 적어도 하나의 전도성 패드(11A, 11B)로 구성된다. The printed circuit board 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes an insulating layer 10C, at least one via hole 12 penetrating the insulating layer 10C, a circuit pattern (not shown) formed on the upper and lower surfaces of the insulating layer 10C, And at least one conductive pad 11A and 11B for electrically connecting the circuit patterns 10A and 10B and the via hole 12 to each other.

한편, 도 3a 및 도 3b는 일반적인 반도체 칩의 단면도이다.3A and 3B are sectional views of a general semiconductor chip.

도 3a, 3b에 도시된 바와 같이 반도체 칩(20)은 반도체 다이(21)와 상기 반도체 다이(21)에 형성된 적어도 하나의 범프패드(22) 및 범프패드(22)에 연결된 적어도 하나의 솔더범프(23)로 구성된다. 3A and 3B, the semiconductor chip 20 includes a semiconductor die 21, at least one bump pad 22 formed on the semiconductor die 21, and at least one solder bump 22 connected to the bump pad 22, (23).

최근의 전자 패키지에 사용되는 인쇄회로기판은 제품의 초경량화가 지속됨에 따라 얇아지고 있으며, 또한 얇은 구조물 안에 다양한 기능을 구현하기 위해 반도체 장치의 고용량화를 위해서 단위면적당 셀의 개수를 늘리는 고집적화와 도 3b와 같이 여러 개의 칩(20)을 적층하여 용량을 늘리는 패키징 기술이 일반화되고 있다. In recent years, the printed circuit board used in the electronic package has become thinner as the product becomes more lightweight. In order to realize various functions in a thin structure, a high integration is required to increase the number of cells per unit area in order to increase the capacity of the semiconductor device. A packaging technique in which a plurality of chips 20 are stacked to increase capacity is becoming common.

도 4는 종래기술에 의한 반도체 패키지 제조방법의 순서도이고, 도 5a 내지 도 5c는 도 4에 의한 과정의 결과물을 순서대로 도시한 단면도이다. FIG. 4 is a flowchart of a conventional method for manufacturing a semiconductor package, and FIGS. 5A to 5C are sectional views sequentially showing the result of the process according to FIG.

도 4 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 먼저, 반도체 칩(20)을 실장할 인쇄회로기판(10)을 준비하고(S11), 반도체 칩(20)을 인쇄회로기판(10)의 상면에 부착하고(S12, 도 5a) 봉지재로 몰딩(S13, 도 5b)한 후, 솔더볼(13)을 부착(S14, 도 5c)하여 완성한다. 4 and 5A to 5C, a printed circuit board 10 to be mounted with the semiconductor chip 20 is prepared (S11), and the semiconductor chip 20 is mounted on the upper surface of the printed circuit board 10 (S13, Fig. 5B), and then the solder ball 13 is attached (S14, Fig. 5C).

그런데, 기본 프레임인 인쇄회로기판과 반도체 칩을 연결하는 연결단자로 와이어(Wire) 대신에 솔더범프(23)를 사용하는 플립칩 본딩 방식은 반도체칩의 고속, 고기능, 고밀도 실장에 가장 효과적이기 때문에, 근래에 들어, 그 적용 폭이 점차 증가되는 추세에 있다. However, since the flip chip bonding method using the solder bumps 23 instead of the wires as the connection terminals for connecting the printed circuit board, which is a basic frame, to the semiconductor chip is most effective for high-speed, high-performance and high- In recent years, the application range has been gradually increasing.

인쇄회로기판은 주위의 여러 환경변화 예컨대, 주위의 온도, 습기 등이 변화하는 경우에 매우 취약한 특성을 갖고 있기 때문에, 이에 의해 급격한 변형을 일으킨다. 특히, 제조 공정 중에 반도체 칩과 수지 접착제, 인쇄회로기판 사이의 열팽창계수 차이에 의한 휨(Warpage)이 발생하고, 이에 따라, 패키지 조립 공정에서 진공 에러(Vacuum Error)나 이송 오류 등의 문제를 일으키게 된다.The printed circuit board has a very weak characteristic in the case where various environmental changes such as ambient temperature, humidity, and the like change, thereby causing a sudden deformation. In particular, warpage occurs due to a difference in thermal expansion coefficient between a semiconductor chip, a resin adhesive, and a printed circuit board during a manufacturing process, thereby causing a problem such as a vacuum error or a feeding error in the package assembly process do.

이때 만약, 인쇄회로기판의 변형력이 주위로 폭 넓게 확산되어, 반도체 칩(20)의 솔더범프(23)에까지 이르는 경우 솔더범프(23)는 반도체 칩(20) 상의 범프패드(22)과 인쇄회로기판(10) 상의 연결패드(11A) 사이에 부착됨에 있어서 서로의 부착지점이 어긋나거나, 용융된 솔더범프(23)의 경화시 임의의 외력 등에 의하여, 솔더범프(23)는 충격에 의해 깨지며 일정면에 미세한 크랙(Crack)을 발생시키게 된다.At this time, if the deforming force of the printed circuit board spreads widely around the solder bumps 23 to reach the solder bumps 23 of the semiconductor chip 20, the solder bumps 23 are electrically connected to the bump pads 22 on the semiconductor chip 20, The solder bumps 23 are broken by the impact due to the attachment points of the solder bumps 23 being attached to each other between the connection pads 11A on the substrate 10 or by any external force during curing of the melted solder bumps 23 Which causes fine cracks on a certain surface.

솔더범프(23)는 반도체칩과 회로블록의 조인트부재 역할을 수행하여, 반도체 패키지의 전체적인 기능에 막대한 영향을 미치기 때문에 만약, 솔더범프(23)가 상술한 과정에 의해 손상을 입는 경우, 반도체 칩(20)은 인쇄회로기판(10)과 원활한 통전관계를 이룰 수 없게 되며, 결국, 반도체 패키지는 자신에게 주어진 역할을 원활하게 수행하지 못하게 되는 문제점이 발생한다.
The solder bump 23 serves as a joint member between the semiconductor chip and the circuit block and greatly affects the overall function of the semiconductor package. Therefore, if the solder bump 23 is damaged by the above-described process, The semiconductor package 20 can not achieve a smooth conduction relationship with the printed circuit board 10, and thus the semiconductor package can not smoothly perform its role.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 반도체 패키지 공정 중 리플로우(Reflow) 진행시 열에 대한 인쇄회로기판의 휨(PCB Warpage)을 효과적으로 감소시키도록 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판 및 그 기판을 이용한 반도체 패키지와 패키지 방법을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor chip package which effectively reduces PCB warpage of a printed circuit board against heat during a reflow process during a semiconductor package process. And a semiconductor package and a packaging method using the printed circuit board.

이를 위해 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판은 상하면에 회로패턴이 형성되고, 상하면의 상기 회로패턴을 전기적으로 연결하는 비아홀이 형성된 절연층을 포함하며, 상기 회로패턴과 전기적으로 접속되도록 반도체 칩이 탑재되는 인쇄회로기판으로서, 열 공정시 인쇄회로기판의 휨을 방지하기 위해 상기 인쇄회로기판 전체를 관통하도록 두께방향으로 형성되는 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 제공한다.A printed circuit board for a semiconductor chip package according to the present invention includes an insulating layer having circuit patterns formed on upper and lower surfaces thereof and via holes for electrically connecting the circuit patterns on upper and lower surfaces thereof, A printed circuit board on which a chip is mounted, the printed circuit board including a through hole formed in a thickness direction to penetrate the entire printed circuit board in order to prevent warpage of the printed circuit board in a thermal process. to provide.

또한 상기 인쇄회로기판에서 상기 관통홀은 상기 인쇄회로기판의 각각의 유닛 내부의 비아홀 및 회로패턴이 형성되지 않은 부분에 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 제공한다.And the through holes in the printed circuit board are regularly arranged in a portion where the via holes and the circuit patterns are not formed in the respective units of the printed circuit board.

또한 상기 인쇄회로기판에서 상기 관통홀은 상기 반도체 칩을 밀봉하기 위한 봉지재가 충진되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 제공한다. And the through hole is filled with an encapsulant for sealing the semiconductor chip in the printed circuit board.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지는 비아홀이 형성된 절연층과, 상기 절연층의 상면 및 하면에 형성되며 상기 비아홀을 통해 전기적으로 접속되는 회로패턴과, 상기 절연층의 상면에 형성되고 반도체 칩과 연결되는 제1 연결패드 및 상기 절연층의 하면에 형성되고 상기 반도체 칩의 기능을 외부로 확장하는 제2 연결패드를 포함하는 인쇄회로기판과; 상기 제1 연결패드에 부착된 솔더범프와, 상기 솔더범프가 부착된 범프패드 및 상기 범프패드가 부착된 반도체 다이를 포함하는 반도체 칩과; 상기 제2 연결패드에 연결된 솔더볼; 및 상기 반도체 칩 및 상기 인쇄회로기판의 상부 전체를 도포한 봉지재를 포함하며, 상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판을 관통하며, 상기 봉지재가 채워진 적어도 하나의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지를 제공한다.A semiconductor package according to the present invention includes: an insulating layer on which a via hole is formed; a circuit pattern formed on upper and lower surfaces of the insulating layer and electrically connected through the via hole; And a second connection pad formed on a lower surface of the insulating layer and extending outwardly from the semiconductor chip. A semiconductor chip including a solder bump attached to the first connection pad; a semiconductor die having a bump pad to which the solder bump is attached and a semiconductor die to which the bump pad is attached; A solder ball connected to the second connection pad; And at least one through hole filled with the sealing material is formed on the printed circuit board, the semiconductor chip and the sealing material being coated on the entire upper surface of the printed circuit board. Package.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조방법은 상하면에 회로패턴이 형성되고, 상하면의 상기 회로패턴을 전기적으로 연결하는 비아홀이 형성된 절연층을 포함하는 인쇄회로기판에 적어도 하나의 관통홀을 가공하는 단계; 상기 인쇄회로기판의 일면에 반도체 칩을 실장하는 단계; 상기 일면에 대향하는 상기 인쇄회로기판의 타면에 필름을 부착하는 단계; 상기 반도체 칩과 상기 인쇄회로기판을 봉지재로 몰딩하는 단계로서, 상기 봉지재가 상기 관통홀에도 충진되도록 하는 단계; 상기 타면에 부착된 상기 필름을 제거하는 단계; 및 상기 타면의 제2 연결패드에 솔더볼을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지 방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor package, comprising the steps of: processing at least one through hole in a printed circuit board including an insulating layer on which circuit patterns are formed on upper and lower sides and via holes for electrically connecting the circuit patterns on upper and lower sides, ; Mounting a semiconductor chip on one surface of the printed circuit board; Attaching a film to the other surface of the printed circuit board opposite to the one surface; Molding the semiconductor chip and the printed circuit board into an encapsulation material, the encapsulation material filling the through-hole; Removing the film attached to the other surface; And attaching a solder ball to the second connection pad on the other side of the semiconductor chip package.

본 발명은 인쇄회로기판 제작시 기판 내부에 관통홀을 가공함으로써 리플로우 진행시 열에 대한 인쇄회로기판의 휨을 감소시킬 수다.The present invention can reduce the warpage of the printed circuit board against heat during the reflow process by processing the through holes in the substrate when the printed circuit board is manufactured.

또한, 공정 진행시 반도체 칩과 인쇄회로기판 각각의 열팽창 계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)의 차이로 인한, 반도체 칩과 인쇄회로기판의 접합면에서 스트레스(Stress)가 발생하는 것을 감소시켜 범프 크랙(Bump Crack) 및 오픈(Open) 등의 불량발생을 줄일 수 있다.In addition, it is possible to reduce the occurrence of stress on the joint surface between the semiconductor chip and the printed circuit board due to the difference in the coefficient of thermal expansion (CTE) between the semiconductor chip and the printed circuit board, (Bump crack) and open (open) can be reduced.

또한, 몰딩 공정(Molding Process)에서 발생할 수 있는 보이드(Void)를 관통홀을 통해 진공으로 빼줄 수 있기 때문에 인쇄회로기판과 반도체 칩 사이를 채우는 봉지재 내부에서 보이드 결함(Void Defect)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.In addition, since voids that can occur in a molding process can be removed through a through hole, void defects may be generated in the encapsulating material filling the space between the printed circuit board and the semiconductor chip. .

또한, 본 발명은 반도체 패키지를 봉지재로 몰딩하는 단계에서 봉지재가 관통홀 전체에 스며들게 하여 충진함으로써 인쇄회로기판을 가로방향으로 충실하게 고정시켜 줄 수 있다.
Further, in the step of molding the semiconductor package into the encapsulation material, the encapsulation material may be impregnated and filled in the whole of the through hole, so that the printed circuit board can be firmly fixed in the transverse direction.

도 1은 종래기술에 따른 인쇄회로기판의 상면도이고,
도 2는 도 1의 A-A' 절단면도이고,
도 3a 및 도 3b는 일반적인 반도체 칩과 일반적인 적층형 반도체 칩의 단면도이고,
도 4은 일반적인 반도체 패키지용 인쇄회로기판을 이용한 반도체 패키지 방법의 순서도이고,
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 의한 일반적인 인쇄회로기판을 이용한 반도체 패키지 과정을 나타낸 단면도들이고,
도 6 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 상면도이고,
도 7는 도 6의 B-B' 절단면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지용 인쇄회로기판을 이용한 반도체 패키지 방법의 순서도이고,
도 9a 내지 9e는 도 8에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 과정을 나타낸 단면도들이다.
1 is a top view of a conventional printed circuit board,
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 1,
3A and 3B are cross-sectional views of a general semiconductor chip and a general stacked semiconductor chip,
4 is a flowchart of a semiconductor package method using a general printed circuit board for a semiconductor package,
5A to 5C are cross-sectional views illustrating a semiconductor package process using a general printed circuit board according to FIG. 4,
6 is a top view of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention,
7 is a sectional view taken along line BB 'of FIG. 6,
8 is a flowchart of a semiconductor package method using a printed circuit board for a semiconductor package according to an embodiment of the present invention,
9A to 9E are cross-sectional views illustrating a semiconductor package process according to an embodiment of the present invention with reference to FIG.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.In order to fully understand the structure and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It should be understood, however, that the description of the embodiments is provided to enable the disclosure of the invention to be complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the accompanying drawings, the constituent elements are shown enlarged for the sake of convenience of explanation, and the proportions of the constituent elements may be exaggerated or reduced.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 상에 있다거나 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is described as being on or in contact with another element, it may be directly in contact with or coupled to another element, but there may be another element in between.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may only be used for the purpose of distinguishing one element from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 포함한다 또는 가진다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.The singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. And the like are used to designate a feature, a number, a step, an operation, an element, a part, or a combination thereof, which is described in the specification, means that one or more other features, It is to be understood that the components, parts or combinations thereof may be added.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.The terms used in the embodiments of the present invention may be construed as commonly known to those skilled in the art unless otherwise defined.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a printed circuit board for a semiconductor chip package of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 상면도이고, 도 7은 도 6의 B-B' 절단면도이다.FIG. 6 is a top view of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a B-B 'sectional view of FIG.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판(100)은 비아홀(112)이 형성된 절연층(100C)과; 상기 절연층(100C)의 상면 및 하면에 형성되며 상기 비아홀(112)을 통해 전기적으로 접속되는 회로패턴(100A, 100B)과; 상기 절연층(100C)의 상면에 형성되고 반도체 칩과 연결되는 제1 연결패드(111A)와; 상기 절연층(100C)의 상기 하면에 형성되고 반도체 칩의 기능을 외부로 확장하는 제2 연결패드(111B); 및 상기 인쇄회로기판(100) 전체를 관통하는 적어도 하나의 관통홀(110)을 포함하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판(100)이다.6 and 7, a printed circuit board 100 for a semiconductor chip package according to an embodiment of the present invention includes an insulating layer 100C having a via hole 112 formed therein; Circuit patterns (100A, 100B) formed on the upper and lower surfaces of the insulating layer (100C) and electrically connected through the via holes (112); A first connection pad 111A formed on the upper surface of the insulating layer 100C and connected to the semiconductor chip; A second connection pad 111B formed on the lower surface of the insulating layer 100C and extending the function of the semiconductor chip to the outside; And at least one through hole (110) passing through the entire printed circuit board (100).

상기 비아홀(112)은 제1 연결패드(111A)와 제2 연결패드(111B)를 서로 연결하는 비아 콘택에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 인쇄회로기판(100) 내부에 적어도 하나의 내부 배선층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. 구체적으로, 인쇄회로기판(100)의 비아홀(112)과 인쇄회로기판(100)의 상면 및 하면 위에 형성된 제1 및 제2 연결패드(111A, 111B)는, 예를 들면 알루미늄 또는 구리 호일(Foil)로 형성될 수 있고, 일부 실시예에서, 금속 배선의 표면은 주석(Sb), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb) 또는 이들 금속의 합금으로 도금될 수도 있다.The via hole 112 may be electrically connected to each other by a via contact connecting the first connection pad 111A and the second connection pad 111B and may include at least one internal wiring layer Not shown) may be further formed. The first and second connection pads 111A and 111B formed on the upper surface and the lower surface of the via hole 112 of the printed circuit board 100 and the printed circuit board 100 are made of aluminum or copper foil And in some embodiments the surface of the metal wiring may be plated with tin (Sb), gold (Au), nickel (Ni), lead (Pb), or an alloy of these metals.

도 6을 참조하면, 본 실시예에서는 상기 관통홀(110)이 원형으로 도시되어 있으나 이는 관통홀의 형태의 일 예시에 불과하며, 마름모형, 직사각형 등의 다양한 형태로 변형시킬 수도 있다. 또한 인쇄회로기판(100)의 상면에 형성된 제1 연결패드(111A), 예컨대 범프패드 역시 설계자의 필요에 따라 적절한 위치에 다양한 배열 형태로 변형할 수도 있다.Referring to FIG. 6, in the present embodiment, the through hole 110 is shown as a circular shape, but is merely an example of a shape of a through hole, and may be modified into various shapes such as a rhombus, a rectangle, and the like. Also, the first connection pads 111A formed on the upper surface of the printed circuit board 100, for example, the bump pads, may be modified into various arrangements at appropriate positions according to the needs of the designer.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지용 인쇄회로기판을 이용한 반도체 패키지 공정의 순서도이고, 도 9a 내지 도 9e는 도 8에 의한 반도체 패키지 과정을 순서대로 나타낸 단면도이다. FIG. 8 is a flowchart of a semiconductor package process using a printed circuit board for a semiconductor package according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 9A to 9E are sectional views sequentially illustrating a semiconductor package process according to FIG.

도 9a은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판과 반도체 칩의 결합 단면도이고, 도 9b은 도 9a에 필름을 부착시킨 단면도이고, 도 9c는 도 9b에 봉지재로 몰딩한 단면도이고, 도 9d는 도 9c에 필름을 제거시킨 단면도이고, 도 9e는 도 9d에 솔더볼을 부착한 단면도로서 관통홀을 포함하는 피씨비 휨 감소를 위한 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지이다. FIG. 9A is a cross-sectional view of a printed circuit board and a semiconductor chip according to an embodiment of the present invention, FIG. 9B is a cross-sectional view of the film of FIG. 9A, FIG. 9C is a cross- 9D is a cross-sectional view in which the film is removed in FIG. 9C, and FIG. 9E is a cross-sectional view of the solder ball in FIG. 9D, which is a semiconductor package using a printed circuit board for semiconductor chip package for reducing PCB warpage including through holes.

도 8 및 도 9a 내지 9e를 참조하여 본 발명에 의한 반도체 패키지 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명하면, 본 발명에 의한 일 실시예로서 반도체 패키지 제조방법 및 그에 의한 반도체 패키지는 내부에 비아홀(112)을 포함하고, 상면과 이에 대향하는 하면을 구비하는 절연층(100C); 상기 상면에 형성되고 반도체 칩과 연결되는 제1 연결패드(111A); 상기 하면 상에 형성되고 상기 반도체 칩(120)의 기능을 외부로 확장하는 제2 연결패드(111B); 및 상기 인쇄회로기판(100)의 상면에서부터 하면에 이르기까지 일체로서 관통하는 관통홀(110)을 가공(S12)하여 피씨비 휨 감소를 위한 반도체 칩(120) 패키지용 인쇄회로기판(100)을 이용하는 반도체 패기지 방법에 있어서, 상기 인쇄회로기판 각각의 유닛 내부에 2개 이상의 관통홀(110)을 가공하는 단계(S12); 상기 상면에 반도체 칩을 실장시키는 단계(S13); 상기 하면에 필름(130)을 부착하는 단계(S14); 상기 상면을 통과하여 상기 관통홀(110) 전체에 봉지재(140)가 스며들도록 상기 반도체 칩(120)과 상기 인쇄회로기판(100)을 봉지재(140)로 몰딩하는 단계(S15); 상기 하면에 부착된 필름(130)을 제거하는 단계(S16); 상기 하면의 제2 연결패드(111B)에 솔더볼(113)을 부착하는 단계(S17);를 포함할 수 있다. 8A and 9A to 9E, a semiconductor package and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail. In the semiconductor package manufacturing method and the semiconductor package according to the present invention, An insulating layer (100C) including an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface; A first connection pad 111A formed on the upper surface and connected to the semiconductor chip; A second connection pad 111B formed on the lower surface and extending the function of the semiconductor chip 120 to the outside; And a printed circuit board 100 for a package of a semiconductor chip 120 for reducing the warp of the PCB by machining the through hole 110 passing through from the upper surface to the lower surface of the printed circuit board 100 A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: machining two or more through holes (110) in each unit of the printed circuit board (S12); Mounting a semiconductor chip on the upper surface (S13); Attaching the film 130 to the lower surface (S14); (S15) molding the semiconductor chip 120 and the printed circuit board 100 into the encapsulant 140 such that the encapsulant 140 penetrates the entirety of the through hole 110 through the upper surface; Removing the film 130 attached to the lower surface (S16); And attaching a solder ball 113 to the second connection pad 111B on the bottom surface (S17).

또한, 본 발명에 일 실시예에 의한 반도체 패키지는, 인쇄회로기판(100)의 하면인 하부면의 제2 연결패드(111B)에 부착된 도전체인 솔더볼(113)을 더 포함할 수 있다. 그리고 반도체 패키지의 형태가 핀 그리드 어레이 타입인 경우, 상기 제2 연결패드(111B)에 부착된 도전체는 솔더볼 대신에 핀(Pin)이 될 수도 있다.In addition, the semiconductor package according to an embodiment of the present invention may further include a solder ball 113, which is a conductive layer attached to the second connection pad 111B on the lower surface of the printed circuit board 100. If the semiconductor package is a pin grid array type, the conductor attached to the second connection pad 111B may be a pin instead of the solder ball.

또한, 상기 인쇄회로기판(100)의 상면에서부터 하면에 이르기까지 관통하는 관통홀(110)을 가공(S12)하는 데 있어서, 본 실시예에서는 관통홀(110)을 원형으로 가공하였으나 이는 관통홀의 형태의 일 예시에 불과하며, 마름모형, 직사각형 등의 다양한 형태로 변형시킬 수도 있다. 또한, 관통홀(110)을 가공하는 방법으로 예를 들면, 드릴 등으로 천공하거나 리소그래피 공정에 의해 마스크 패턴을 형성한 후에 식각공정에 의해 인쇄회로기판을 구성하는 절연체 물질을 식각함으로써 관통홀(110)을 형성할 수 있으며, 그 외 다양한 방법에 의해 관통홀(110)을 가공할 수 있다. In the present embodiment, the through hole 110 is formed into a circular shape in the process of forming the through hole 110 extending from the upper surface to the lower surface of the printed circuit board 100. However, And may be modified into various shapes such as a diamond shape, a rectangle, and the like. The through hole 110 may be formed by, for example, drilling or the like, or by forming a mask pattern by a lithography process and etching the insulator material constituting the printed circuit board by an etching process, , And the through hole 110 can be formed by various other methods.

또한 상기 연결패드(111A, 111B), 예컨대 범프패드 또는 솔더패드의 배열 역시 설계자의 필요에 따라 다양한 배열 형태로 변형할 수도 있다.Also, the arrangement of the connection pads 111A, 111B, e.g., bump pads or solder pads, may also be modified into various arrangements depending on the needs of the designer.

상기 인쇄회로기판(100)의 상면, 예컨대 상면에 마련된 제1 연결패드(111A)에 리플로우(Reflow) 공정을 통해 솔더범프(123)와 연결되는 반도체 칩(120)을 포함하며, 상기 반도체 칩(120)은 메모리, 로직, 마이크로 프로세서, 아날로그 소자, 디지털 시그널 프로세서(Digital Signal Processor), 시스템-온-칩(System On Chip) 등 다양한 기능을 수행하는 반도체 칩(120) 일 수 있다. And a semiconductor chip 120 connected to the solder bumps 123 through a reflow process on a first connection pad 111A provided on an upper surface of the printed circuit board 100, The semiconductor chip 120 may be a semiconductor chip 120 that performs various functions such as a memory, a logic, a microprocessor, an analog device, a digital signal processor, and a system-on-chip.

또한 상기 반도체 칩(120)은 적어도 두 개 이상의 반도체 칩(120)들이 적층된 구조를 갖는 적층형 반도체 칩(120)일 수도 있으며, 핀그리드 어레이(Pin Grid Array) 또는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array) 타입의 적층형 반도체 칩(120)일 수 있다.The semiconductor chip 120 may be a stacked semiconductor chip 120 having a structure in which at least two semiconductor chips 120 are stacked and may be a pin grid array or a ball grid array. Type semiconductor chip 120. The semiconductor chip 120 may be a semiconductor chip.

상기 반도체 (120)칩은, 앞서 설명된 본 발명에 의한 반도체 칩(120) 패키지용 인쇄회로기판(100)의 상면 위에 솔더범프(123)를 통하여 탑재한다. 솔더범프(123)는 반도체 칩(120)의 범프패드(122) 위에 UBM(Under Bump Metallurgy)층(미도시)을 먼저 형성한 후, 상기 UBM층위에 형성될 수 있다. 솔더범프(123)는 인쇄회로기판(100) 위에 있는 제1 연결패드(111A)에 1: 1로 연결될 수 있다. 반도체 칩(120)을 인쇄회로기판(100) 위에 탑재하는 것은 웨이브(Wave) 솔더링 또는 리플로우(Reflow) 솔더링 공정과 같은 고온의 열처리를 통하여 달성될 수 있다.The semiconductor chip 120 is mounted on the upper surface of the printed circuit board 100 for the semiconductor chip 120 package according to the present invention through the solder bumps 123. The solder bump 123 may be formed on the UBM layer after first forming an under bump metallurgy (UBM) layer (not shown) on the bump pad 122 of the semiconductor chip 120. The solder bumps 123 may be connected 1: 1 to the first connection pads 111A on the printed circuit board 100. [ The mounting of the semiconductor chip 120 on the printed circuit board 100 can be accomplished through a high temperature heat treatment such as wave soldering or reflow soldering.

상기 리플로우 솔더링 공정은 미리 형성한 솔더 페이스트(Paste) 또는 솔더 크림(Cream)을 용융시킴으로써 납땜하는 공정을 의미하는데, 구체적으로는, 접합부의 베이스 금속(Base Metal)보다 용융점이 낮은 솔더(Sn/Pb, Sn/Pb/Au 등)를 용해시켜 표면에 접촉한 액체가 흘러서 퍼져 나감(Wetting)과 동시에 솔더를 구성하는 금속 원소가 베이스 금속 원소 사이에 확산되어 합금층을 형성시킴으로써 금속끼리 견고히 접합시키는 것을 의미한다.The reflow soldering process refers to a process of soldering by melting a pre-formed solder paste or a solder cream. More specifically, the reflow soldering process includes a step of melting solder (Sn / Pb, Sn / Pb / Au, etc.) is melted and the liquid in contact with the surface flows and spreads. At the same time, the metal elements constituting the solder are diffused between the base metal elements to form an alloy layer, .

예를 들어, 리플로우 솔더링 공정은 온도에 따라, 약 25 ℃ 정도의 상온에서 약 100 ℃까지의 힛업(Heat-up)구간, 약 100 ℃에서 약 200 ℃까지의 소킹(Soaking) 구간, 약 200 ℃에서 피크 값(약 245 ℃)까지의 리플로우 솔더링 구간, 그리고, 약 200 ℃에서 상온까지의 냉각 구간으로 구분될 수 있다. 여기서, 리플로우 솔더링 구간은 솔더의 용융점 부근의 온도 구간이다. 솔더의 용융점은 그 구성 성분에 따라 달라지는데, 예를 들어, 96.5%의 주석(Sn)과 3.5%의 은(Ag)을 포함하는 솔더의 용융점은 약 221 ℃이고, 99.3%의 주석(Sn)과 0.7%의 구리(Cu)를 포함하는 솔더의 용융점은 약 227 ℃이다. 따라서, 솔더의 구성에 따라 리플로우 솔더링 구간은 다르게 설정될 수 있다. 상기 리플로우 솔더링 공정을 설명하기 위해 기재된 온도 범위는 일 예에 불과하고, 본 발명은 이러한 온도 범위에 한정되지 않는다. For example, the reflow soldering process may include a heat-up period from a room temperature of about 25 ° C to about 100 ° C, a soaking period from about 100 ° C to about 200 ° C, A reflow soldering section from a temperature of about 200 ° C to a peak value (about 245 ° C), and a cooling section from about 200 ° C to a room temperature. Here, the reflow soldering section is a temperature section near the melting point of the solder. For example, the melting point of a solder containing 96.5% of tin (Sn) and 3.5% of silver (Ag) is about 221 ° C and 99.3% of tin (Sn) A solder containing 0.7% of copper (Cu) has a melting point of about 227 ° C. Therefore, depending on the configuration of the solder, the reflow soldering period may be set differently. The temperature range described to describe the reflow soldering process is merely an example, and the present invention is not limited to this temperature range.

상기 봉지재(140)로 몰딩(S15)하기 전에, 도 9C와 같이 인쇄회로기판(100)의 하면에 필름(130)을 부착(S14)시키는 단계를 추가하여 이후 봉지재로 몰딩(S15) 시에 인쇄회로기판(100) 상면을 채운 봉지재(140)가 관통홀(110)에 스며들어 관통홀(110) 내부 전체를 충진시키고, 인쇄회로기판(100) 외부로 흘러나가지 못하게 하여 깔끔한 마무리가 되도록 한다. 9C, the step of attaching the film 130 to the lower surface of the printed circuit board 100 (S14) is added before the molding of the encapsulant 140 (S15) The sealing material 140 filling the upper surface of the printed circuit board 100 penetrates the through hole 110 to fill the entire inside of the through hole 110 and prevents the printed circuit board 100 from flowing out of the printed circuit board 100, .

이때, 필름(130)으로 라미내이션 테이프(Lamination Tape)를 사용할 수 있으며, 그 외에도 박막형태의 압착 성능이 우수한 재질의 필름(130)을 사용할 수 있다. At this time, a lamination tape may be used as the film 130, or a film 130 having a superior compression performance may be used.

이어서, 도 9c와 같이 인쇄회로기판(100)의 하면에 필름(130)이 부착된 상태에서 봉지재(140)로 상기 반도체 칩(120)이 탑재된 인쇄회로기판(100)에 몰딩 공정(S15)을 진행한다. 상기 몰딩 공정(S15)에 사용되는 반도체 패키지용 봉지재(140)는, MUF용 봉지재(140)로 반도체 칩(120)과 인쇄회로기판(100)의 접합면에서 보이드(Void) 결함이 발생하지 않는 재질인 것이 적합하다. 또한 상기 MUF용 봉지재(140)는, 이온의 함량이 적으며, 흡습율(Hygroscopic Property)이 낮으며, 반도체 칩(120)과 인쇄회로기판(100)과의 접착력이 우수하며, 흐름성(Flowability)이 우수한 재질인 것이 적합하다.9C, a molding process (S15) is performed on the printed circuit board 100 on which the semiconductor chip 120 is mounted with the encapsulant 140 with the film 130 attached to the lower surface of the printed circuit board 100. Then, ). The encapsulant 140 for the semiconductor package used in the molding process S15 may cause a void defect in the bonding surface between the semiconductor chip 120 and the printed circuit board 100 by the encapsulant 140 for MUF It is suitable that the material does not. The MUF encapsulant 140 has a low content of ions and a low hygroscopic property and is excellent in adhesion between the semiconductor chip 120 and the printed circuit board 100, Flowability is preferable.

상기 봉지재(140)는 인쇄회로기판(100)의 상면의 반도체 칩(120)과 인쇄회로기판(100) 사이의 틈을 먼저 채우고, 관통홀(110)을 통해 인쇄회로기판 하부면으로 흘러나와 형성된다. 따라서, 별도의 언더필 전용 수지를 사용하여 반도체 칩(120)과 인쇄회로기판(100) 사이의 공간을 채우는 언더필(Underfill) 공정을 수행하지 않는 장점이 있다. 이와 함께 관통홀(110)을 통해 봉지재(140)의 흐름을 제어하기 때문에 반도체 칩(120)과 인쇄회로기판(100) 사이에서 보이드 결함(Void Defect)이 발생하는 문제를 개선할 수 있다. The sealing material 140 first fills a space between the semiconductor chip 120 on the upper surface of the printed circuit board 100 and the printed circuit board 100 and flows to the lower surface of the printed circuit board through the through hole 110 . Therefore, there is an advantage that an underfill process for filling a space between the semiconductor chip 120 and the printed circuit board 100 by using a separate underfill resin is not performed. In addition, since the flow of the sealing material 140 is controlled through the through hole 110, the problem of void defects between the semiconductor chip 120 and the printed circuit board 100 can be solved.

상기 봉지재(140)는 반도체 칩(120)과 인쇄회로기판(100) 사이의 공간을 채울 뿐 아니라 반도체 패키지를 밀봉하는 기능을 함께 수행하는 MUF(Molded UnderFill)형 봉지재(140)인 것이 적합하다. 이러한 MUF형 봉지재(140)는 언더필을 별도로 수행하지 않고 몰딩 공정을 진행할 수 있으며, 신뢰성 검증이 완료된 에폭시 몰드 컴파운드(EMC: Epoxy Mold Compound)를 사용하기 때문에 언더필 공정을 축소하여 공정을 간소화할 수 있다.The encapsulant 140 may be a MUF (Molded Under Fill) encapsulant 140 that functions not only to fill a space between the semiconductor chip 120 and the printed circuit board 100 but also to seal the semiconductor package. Do. Since the MUF-type encapsulant 140 uses an epoxy mold compound (EMC) that has undergone reliability verification, the underfill process can be performed without separately performing the underfill process. Therefore, the underfill process can be simplified and the process can be simplified have.

상기 봉지재(140)는, 인쇄회로기판(100) 내부를 관통하는 관통홀(110)에 채워지므로, 인쇄회로기판(100)과 반도체 칩(120)에 열적 스트레스가 발생하여 수축과 팽창을 반복할 때, 인쇄회로기판(100)을 가로 방향으로 고정시켜 락킹(Locking)하는 역할을 수행한다. 따라서 반도체 패키지 내부에서 발생하는 열적 스트레스는 상부 봉지재(140)와 관통홀(110)에 채워진 봉지재(140)에 흡수될 수 있다.The sealing member 140 is filled in the through hole 110 passing through the inside of the printed circuit board 100 so that thermal stress is generated in the printed circuit board 100 and the semiconductor chip 120 to repeatedly shrink and expand , The printed circuit board 100 is fixed in the lateral direction and locked. Therefore, the thermal stress generated in the semiconductor package can be absorbed into the encapsulant 140 filled in the upper encapsulant 140 and the through-hole 110.

상기 봉지재(140)로 몰딩하는 공정(S15)이 마무리되면, 상기 인쇄회로기판(100)의 하면에 부착된 필름(130)을 제거(S16)한다. After the step S15 of molding the encapsulant 140 is completed, the film 130 attached to the lower surface of the printed circuit board 100 is removed (S16).

이때, 필름(130)을 제거하는 방법은 필름(130)의 재질에 따라 다양한 방법이 있을 수 있으며, 예로서 약품을 사용하여 필름(130)만 녹이거나, 열을 가해서 열팽창계수의 차이로 인해 인쇄회로기판(100)에서 자연스럽게 분리되도록 하여 제거할 수도 있으며, 이때 잔여물이 남지 않도록 깔끔하게 마무리하는 클리닝 단계를 추가할 수 있다. At this time, the method of removing the film 130 may be various methods depending on the material of the film 130. For example, only the film 130 may be melted using a medicine, or heat may be applied to the film 130 due to a difference in thermal expansion coefficient It may be removed by being separated naturally from the circuit board 100. In this case, a cleaning step may be added for finishing cleanly so that no residue is left.

이어서, 도 9e와 같이 인쇄회로기판(100)의 제2 연결패드에 솔더볼(113)을 부착(S17)함으로써 본 발명에 의한 일 실시예로서의 반도체 패키지 제조방법에 의하여 관통홀(110)을 구비한 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판(100)을 이용하는 반도체 패키지가 완성된다. 9E, a solder ball 113 is attached to a second connection pad of the printed circuit board 100 (S17). By this method, a semiconductor package having a through hole 110 is formed by the method of manufacturing a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. A semiconductor package using the printed circuit board 100 for a chip package is completed.

전술한 본 발명의 실시예에 의하며, 도 4에 도시된 종래 일반적인 반도체 패키지 방법에 비하여, 인쇄회로기판(100)에 관통홀(110)을 가공한 뒤 인쇄회로기판에 반도체 칩(120)을 실장시키는 단계(S13), 즉, 예를 들어 리플로우 공정을 진행하므로, 반도체 패키지에서 반도체 칩(120)과 인쇄회로기판(100)의 열팽창계수(CTE)가 서로 달라 인쇄회로기판(100)과 반도체 칩(120)의 접합면에 스트레스(Stress)가 집중될 때, 관통홀(110)이 열팽창계수(CTE) 차이로 발생하는 영향을 줄여주는 역할을 하게 되어 인쇄회로기판(100)의 휨(Warpage)을 감소시키게 된다. 4, the through hole 110 is formed in the printed circuit board 100, and the semiconductor chip 120 is mounted on the printed circuit board. In this case, The thermal expansion coefficient CTE of the semiconductor chip 120 and the printed circuit board 100 are different from each other in the semiconductor package so that the printed circuit board 100 and the semiconductor When the stress is concentrated on the bonding surface of the chip 120, the through hole 110 serves to reduce the influence of the thermal expansion coefficient (CTE) difference, so that the warpage of the printed circuit board 100 ).

일부 변형된 실시예에서는, 당해 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 인쇄회로기판의 상하면의 반도체 칩들이 인쇄회로기판에 대하여 수직으로 적층되거나, 다른 기판을 반도체 칩과 함께 적층하여 멀티 스택 패키지 구조를 갖는 반도체 칩 패키지를 형성할 수도 있다.
In some modified embodiments, as is well known in the art, semiconductor chips on the top and bottom surfaces of a printed circuit board are stacked vertically with respect to a printed circuit board, or another substrate is stacked with a semiconductor chip to form a multi-stack package structure A semiconductor chip package may be formed.

100 : 인쇄회로기판 110 : 관통홀
120 : 반도체 칩 123 : 솔더범프
130 : 필름 140 : 봉지재
100: printed circuit board 110: through hole
120: semiconductor chip 123: solder bump
130: Film 140: Encapsulant

Claims (8)

상하면에 회로패턴이 형성되고, 상하면의 상기 회로패턴을 전기적으로 연결하는 비아홀이 형성된 절연층을 포함하며, 상기 회로패턴과 전기적으로 접속되도록 반도체 칩이 탑재되는 인쇄회로기판으로서,
열 공정시 인쇄회로기판의 휨을 방지하기 위해 상기 인쇄회로기판 전체를 관통하도록 두께방향으로 형성되는 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판.
A printed circuit board having a circuit pattern formed on upper and lower surfaces, an insulating layer having via holes for electrically connecting the circuit patterns on upper and lower surfaces, and on which semiconductor chips are mounted so as to be electrically connected to the circuit patterns.
The printed circuit board for semiconductor chip package, characterized in that it comprises a through hole formed in the thickness direction to penetrate the entire printed circuit board in order to prevent the bending of the printed circuit board during the thermal process.
제 1 항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 인쇄회로기판의 각각의 유닛 내부의 비아홀 및 회로패턴이 형성되지 않은 부분에 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판.
The method of claim 1,
The through hole is a printed circuit board for the semiconductor chip package, characterized in that arranged regularly in the via hole and the circuit pattern is not formed in each unit of the printed circuit board.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 반도체 칩을 밀봉하기 위한 봉지재가 충진되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판.
3. The method according to claim 1 or 2,
The through hole is a printed circuit board for a semiconductor chip package, characterized in that the sealing material for sealing the semiconductor chip is filled.
비아홀이 형성된 절연층과, 상기 절연층의 상면 및 하면에 형성되며 상기 비아홀을 통해 전기적으로 접속되는 회로패턴과, 상기 절연층의 상면에 형성되고 반도체 칩과 연결되는 제1 연결패드 및 상기 절연층의 하면에 형성되고 상기 반도체 칩의 기능을 외부로 확장하는 제2 연결패드를 포함하는 인쇄회로기판과;
상기 제1 연결패드에 부착된 솔더범프와, 상기 솔더범프가 부착된 범프패드 및 상기 범프패드가 부착된 반도체 다이를 포함하는 반도체 칩과;
상기 제2 연결패드에 연결된 솔더볼; 및
상기 반도체 칩 및 상기 인쇄회로기판의 상부 전체를 도포한 봉지재를 포함하며,
상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판을 관통하며, 상기 봉지재가 채워진 적어도 하나의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
An insulating layer having a via hole, a circuit pattern formed on upper and lower surfaces of the insulating layer and electrically connected through the via hole, a first connection pad formed on an upper surface of the insulating layer and connected to a semiconductor chip, and the insulating layer A printed circuit board formed on a lower surface of the substrate, the printed circuit board including a second connection pad to extend a function of the semiconductor chip to the outside;
A semiconductor chip including a solder bump attached to the first connection pad, a bump pad to which the solder bump is attached, and a semiconductor die to which the bump pad is attached;
A solder ball connected to the second connection pad; And
It includes an encapsulant coating the entire upper portion of the semiconductor chip and the printed circuit board,
The printed circuit board is a semiconductor package, characterized in that at least one through-hole penetrating the printed circuit board, the sealing material is filled.
상하면에 회로패턴이 형성되고, 상하면의 상기 회로패턴을 전기적으로 연결하는 비아홀이 형성된 절연층을 포함하는 인쇄회로기판에 적어도 하나의 관통홀을 가공하는 단계;
상기 인쇄회로기판의 일면에 반도체 칩을 실장하는 단계;
상기 일면에 대향하는 상기 인쇄회로기판의 타면에 필름을 부착하는 단계;
상기 반도체 칩과 상기 인쇄회로기판을 봉지재로 몰딩하는 단계로서, 상기 봉지재가 상기 관통홀에도 충진되도록 하는 단계;
상기 타면에 부착된 상기 필름을 제거하는 단계; 및
상기 타면의 제2 연결패드에 솔더볼을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패키지 방법.
Processing at least one through hole in a printed circuit board having a circuit pattern formed on upper and lower surfaces, and an insulating layer having a via hole for electrically connecting the circuit patterns on upper and lower surfaces;
Mounting a semiconductor chip on one surface of the printed circuit board;
Attaching a film to the other surface of the printed circuit board opposite to the one surface;
Molding the semiconductor chip and the printed circuit board into an encapsulation material, the encapsulation material filling the through-hole;
Removing the film attached to the other surface; And
And attaching solder balls to the second connection pads of the other surface.
제 5 항에 있어서,
상기 반도체 칩은 적층형 반도체 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패기지 방법.
The method of claim 5, wherein
The semiconductor chip packaging method using a semiconductor chip package printed circuit board, characterized in that the semiconductor chip is a stacked semiconductor chip.
제 5 항에 있어서,
상기 반도체 칩은 상기 인쇄회로기판에 볼 그리드 어레이에 의해 부착된 것임을 특징으로 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패기지 방법.
The method of claim 5, wherein
The semiconductor chip is a semiconductor package method using a printed circuit board for semiconductor chip package, characterized in that attached to the printed circuit board by a ball grid array.
제 5 항에 있어서,
상기 필름은 라미네이션 테이프인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 인쇄회로기판을 이용하는 반도체 패기지 방법.
The method of claim 5, wherein
The film is a semiconductor packaging method using a printed circuit board for a semiconductor chip package, characterized in that the lamination tape.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190074714A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 삼성전자주식회사 Fan-out semiconductor package
US10541221B2 (en) 2017-11-29 2020-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Fan-out semiconductor package

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11204697A (en) * 1998-01-08 1999-07-30 Sony Corp Mechanism for mounting semiconductor device onto board
JP4308608B2 (en) * 2003-08-28 2009-08-05 株式会社ルネサステクノロジ Semiconductor device
KR20110092045A (en) * 2010-02-08 2011-08-17 삼성전자주식회사 Molded underfill flip chip package preventing for a warpage and void

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10541221B2 (en) 2017-11-29 2020-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Fan-out semiconductor package
KR20190074714A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 삼성전자주식회사 Fan-out semiconductor package
US10699996B2 (en) 2017-12-20 2020-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Fan-out semiconductor package

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