KR20140067359A - 적층형 반도체 패키지 - Google Patents

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KR20140067359A
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함석진
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Abstract

본 발명은 적층형 반도체 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 개의 칩을 서로 대응되게 실장 함으로써 패키지 온 패키지 구조의 두께를 최소한으로 유지함과 동시에 비틀림 불량을 최소화할 수 있도록 한 적층형 반도체 패키지에 관한 것이다.
본 발명은, 상부기판에 상부플립칩이 실장된 상부패키지; 하부기판에 하부플립칩이 실장되며, 상기 상부플립칩과 하부플립칩이 밀착되도록 배치된 하부패키지; 상기 상부플립칩과 하부플립칩을 접착 고정하며, 상기 상부플립칩과 하부플립칩에서 발생된 열을 방출하는 열방출접착부재; 그리고 상기 상부기판과 하부기판 사이를 몰딩하는 몰딩부재; 를 포함할 수 있다.

Description

적층형 반도체 패키지{lamination layer Type Semiconductor Package}
본 발명은 적층형 반도체 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 개의 칩을 서로 대응되게 실장 함으로써 유지할 수 있도록 패키지 온 패키지 구조의 두께를 최소한으로 유지함과 동시에 비틀림 불량을 최소화할 수 있도록 한 적층형 반도체 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 최근에 전자제품 시장은 휴대용 정보통신기기의 수요가 급격히 늘고 있다. 따라서, 이들 제품에 내장되는 각종 반도체 및 전기전자 부품들도 보다 작고, 보다 가볍고, 보다 얇게 제조되는 추세에 있다.
상기와 같은 전자제품에 적용되는 전자소자 패키지를 제조하기 위해서는 일반적으로 전자부품들과 연결단자를 와이어 본딩에 의해 연결하고, 수지 패키징하게 된다.
또한 최근 모바일에 실장되는 반도체 패키지는 POP(Package On Pachage)구조가 적용되고 있다.
이러한 반도체 패키지는 상부에 메모리용 패키지와 하부에 AP용 패키지가 스택볼(Stack Ball)로 연결되어 패키지 온 패키지 구조를 형성하게 된다.
종래 반도체 패키지의 제조 공정은 상부 패키지와 하부 패키지를 각각 제조한 다음 이들을 적층시켜 연결하게 된다.
즉, 상부 패키지는 와이퍼를 제작한 다음 다이 어테치를 진행하고 와이어 본딩과 몰딩을 진행한다. 하부 패키지는 와이퍼를 제작한 다음 플립칩을 마운팅 하고 몰딩한다.
상부 패키지와 하부 패키지가 모두 완성되면, 이들을 적층시킨 다음 리플로우 공정을 진행하여 이들을 일체화시킨다.
그러나 종래 패키지 온 패키지의 구조는 칩 몰딩을 위한 몰드 공정을 각각 별도로 진행하게 되며, 상부 패키지와 하부 패키지가 Stack된 구조의 특징상 모바일의 보드에 실장 시 상부 패키지와 하부 패키지에 비틀림이 발생하여 불량이 발생되는 문제점이 있다.
인용문헌: 대한민국특허공개 제 200-0097648호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 두 개의 칩을 서로 대응되게 실장 함으로써 패키지 온 패키지 구조의 두께를 최소한으로 유지함과 동시에 비틀림 불량을 최소화할 수 있도록 한 적층형 반도체 패키지를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 칩 몰딩 시 몰드 공정에 의한 비틀림 불량을 개선하여 제품의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 적층형 반도체 패키지를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 상부기판에 상부플립칩이 실장된 상부패키지; 하부기판에 하부플립칩이 실장되며, 상기 상부플립칩과 하부플립칩이 밀착되도록 배치된 하부패키지; 상기 상부플립칩과 하부플립칩을 접착 고정하며, 상기 상부플립칩과 하부플립칩에서 발생된 열을 방출하는 열방출접착부재; 그리고 상기 상부기판과 하부기판 사이를 몰딩하는 몰딩부재; 를 포함할 수 있다.
상기 상부플립칩은 상부기판과 솔더범프로 연결될 수 있으며, 상기 하부플립칩은 하부기판과 솔더범프로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 상부기판과 하부기판 사이에는 상기 상부기판과 하부기판을 전기적으로 연결하는 스택볼이 구성될 수 있다.
상기 스택볼은 상부플립칩과 하부플립칩의 양측에 각각 구성될 수 있으며, 상기 몰딩부재는 EMC 몰딩일 수 있다.
또한 상기 열방출접착부재는 열전도 계수가 높은 필름재일 수 있으며, 상기 열방출접착부재는 열전도 계수가 높은 에폭시소재일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지는 두 개의 칩을 서로 대응되게 실장 함으로써 패키지 온 패키지 구조의 두께를 최소한으로 유지할 수 있어 보다 슬림한 모바일을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한 칩 몰딩 시 몰드 공정에 의한 비틀림 불량을 개선하여 제품의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지가 제조되는 과정을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 열방출 과정을 보인 예시도.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지가 제조되는 과정을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지의 열방출 과정을 보인 예시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지(100)는 상부플립칩(16)이 실장된 상부패키지(10)와 하부플립칩(26)이 실장된 하부패키지(20)와 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)을 접착 고정하는 열방출접착부재(30)와 상부기판(12) 및 하부기판(22) 사이를 몰딩하는 몰딩부재(50)를 포함한다.
상부패키지(10)는 상부기판(12) 표면에 솔더범프(14)를 구성한 다음 솔더범프(14)에 상부플립칩(16)이 안착되고, 리플로우 공정을 거쳐 구성된다.
상부플립칩(16)은 상부기판(12)과 솔더범프(14)를 통해 전기적으로 연결될 수 있는 메모리나 CPU 등 여러 가지 형태의 칩일 수 있다.
하부패키지(20)는 상부패키지(10)와 마찬가지로 하부기판(22) 표면에 솔더범프(24)가 구성된 다음 솔더범프(24)에 하부플립칩(26)이 안착되고 리플로우 공정을 거쳐 구성된다.
하부플립칩(26)은 상부기판(22)과 솔더범프(24)를 통해 전기적으로 연결될 수 있는 메모리나 CPU 등 여러 가지 형태의 칩일 수 있다.
이렇게 상부패키지(10)와 하부패키지(20)가 각각의 공정을 거쳐 제조된 후에는 상부플립칩(16)을 회전시켜 하부플립칩(26)과 밀착시킨다.
이때, 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)의 사이에는 이들을 접착시킴과 동시에 이들로부터 발생되는 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 열방출접착부재(30)가 삽입된다.
열방출접착부재(30)는 열전도 계수가 높은 필름재나 에폭시소재로서 제조될 수 있다. 즉, 열방출접착부재(30)는 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)을 고정함과 동시에 이들로부터 발생되는 열을 흡수한 다음, 열전도에 의해 열을 다시 기판 외부로 방출하는 역할을 하게 된다.
또한 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26) 사이에는 스택볼(Stack Ball)(40)이 구성되어 상부기판(12)과 하부기판(22)을 전기적으로 연결하게 된다.
스택볼(40)은 상부패키지(10) 또는 하부패키지(20) 중 어느 하나에 구성된 다음, 상부패키지(10)를 회전시켜 하부패키지(20)와 밀착시킨 상태에서 리플로우 공정을 통해 상부기판(12)과 하부기판(22)을 연결하게 된다.
스택볼(40)을 통해 상부기판(12)과 하부기판(22)이 전기적으로 연결된 후에는 상부패키지(10)와 하부패키지(20) 사이에 몰딩부재(50)가 주입된다. 몰딩부재(50)는 EMC몰딩이며, EMC몰딩의 경우 통상적인 명칭이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
몰딩부재(50)가 주입되어 상부패키지(10)와 하부패키지(20)가 일체화되면, 전자장치의 보드에 실장되도록 솔더볼(60)이 더 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지(100)는 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)이 열방출접착부재(30)를 통해 고정되고, 몰딩부재(50)가 상부기판(12)과 하부기판(22) 사이에 주입되어 있어 견고한 고정상태를 유지하게 된다.
상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)이 전자장치에 실장된 상태에서 작동이 시작되면, 작동과 동시에 이들은 발열하기 시작한다.
이렇게 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)에서 발생된 열은 도 2에 도시된 바와 같이 열방출접착부재(30)의 열전도 계수가 이들보다 높아 발생된 열을 열방출접착부재(30)에서 흡수하게 된다.
열을 흡수한 열방출접착부재(30)는 다시 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)을 통해 열을 전도시키게 되고, 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)은 솔더범프(14)(24)로 열을 전도시키게 된다.
이렇게 열이 전도된 솔더범프(14)(24)는 상부기판(12)과 하부기판(22)으로 다시 열전도시켜 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)에서 발생된 열을 방열시킬 수 있게 된다.
이때, 상부플립칩(16)과 하부플립칩(26)에서 발생된 열은 전부 열방출접착부재(30)로 전도되는 것이 아니라, 일부는 솔더범프(14)(24)로 전도되어 상부기판(12)과 하부기판(22)으로 전도된다.
따라서, 본 발명의 적층형 반도체 패키지(100)는 각각 별도로 몰딩을 진행하고 적층시켜 일체화시키던 패키지 구조를 한 번의 몰딩으로 진행할 수 있어 작업공정을 단축시킬 수 있으며, 전자장치의 보드에 실장 시 상부패키지(10)와 하부패키지(20)에 발생되던 비틀림 불량을 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 패키지에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.
10: 상부패키지 12: 상부기판
14: 솔더범프 16: 상부플립칩
20: 하부패키지 22: 하부기판
24: 솔더범프 26: 하부플립칩
30: 열방출접착부재 40: 스택볼
50: 몰딩부재 60: 솔더볼
100: 반도체패키지

Claims (8)

  1. 상부기판에 상부플립칩이 실장된 상부패키지;
    하부기판에 하부플립칩이 실장되며, 상기 상부플립칩과 하부플립칩이 밀착되도록 배치된 하부패키지;
    상기 상부플립칩과 하부플립칩을 접착 고정하며, 상기 상부플립칩과 하부플립칩에서 발생된 열을 방출하는 열방출접착부재; 그리고
    상기 상부기판과 하부기판 사이에 주입되는 몰딩부재; 를 포함하는 적층형 반도체 패키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부플립칩은 상부기판과 솔더범프로 연결된 적층형 반도체 패키지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하부플립칩은 하부기판과 솔더범프로 연결된 적층형 반도체 패키지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상부기판과 하부기판 사이에는 상기 상부기판과 하부기판을 전기적으로 연결하는 스택볼이 구성된 적층형 반도체 패키지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 몰딩부재는 EMC 몰딩인 적층형 반도체 패키지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 열방출접착부재는 열전도 계수가 높은 필름재인 적층형 반도체 패키지.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 열방출접착부재는 열전도 계수가 높은 에폭시소재인 적층형 반도체 패키지.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 하부기판에는 전자장치의 보드에 실장되도록 솔더볼이 구성된 적층형 반도체 패키지.
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