KR20140126125A - Semiconductor package and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 칩의 몰딩구조를 포함하는 반도체 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a semiconductor package including a molding structure of a semiconductor chip and a manufacturing method thereof.
최근 반도체 소자는 공정 기술의 미세화 및 기능의 다양화로 인해 칩 사이즈는 감소하고 입출력 단자들의 갯수는 증가함에 따라 전극 패드 피치는 점점 미세화되고 있으며, 다양한 기능의 융합화가 가속됨에 따라 여러 소자를 하나의 패키지 내에 집적하는 시스템 레벨 패키징 기술이 대두되고 있다. 또한 시스템 레벨 패키징 기술은 동작 간 노이즈를 최소화하고 신호 속도를 향상시키기 위하여 짧은 신호 거리를 유지할 수 있는 3차원 적층 기술 형태로 변화되고 있다.In recent semiconductor devices, as the chip size is reduced and the number of input / output terminals is increased due to miniaturization of process technology and diversification of functions, the pitch of electrode pads is getting smaller and more various functions are being fused, A system-level packaging technology is being developed. System-level packaging technology is also being transformed into a three-dimensional stacking technique that can maintain a short signal distance to minimize signal-to-noise and minimize signal-to-noise.
한편 이러한 기술 개선요구와 더불어 제품 가격 상승을 제어하기 위하여 생산성이 높고 제조 원가를 절감하기 위하여, 복수의 반도체 칩을 포함하는 적층형 반도체 패키지를 구현하거나, 또는 서로 다른 기능을 가지는 반도체 칩을 집적한 SIP(System in Package)를 구현하고 있다.Meanwhile, in order to control the increase of the product price in addition to the demand for the technological improvement, a stacked semiconductor package including a plurality of semiconductor chips is implemented, or a SIP (System in Package).
반도체 패키지는 반도체칩간 또는 반도체칩과 기판간의 전기적 연결을 위하여 범프볼 기술을 이용하는 플립칩 공법에 의해 제조되어 왔다. 이와 같은 범프볼 기술에 있어서, 상기 범프볼의 미세화의 한계로 인하여 패키지의 입출력 패드의 갯수 및 칩의 사이즈가 제한된다는 문제점이 있었다. 즉, 상기 패키지는 반도체칩의 소형화 또는 입출력 패드의 갯수가 증가할 경우, 최종 입출력 단자인 솔더볼의 수를 반도체칩 상면 내에서 모두 수용하는데 한계가 있었다. 이를 개선하기 위해, 패키지는 회로기판내부에 반도체칩을 실장하는 임베디드 구조나 반도체칩의 최종 입출력 단자인 솔더볼을 상기 반도체칩의 외주면에 배치시키는 팬아웃(fan-out) 구조등이 개발되었다.A semiconductor package has been manufactured by a flip chip method using bump ball technology for electrical connection between semiconductor chips or between a semiconductor chip and a substrate. In such a bump ball technology, there is a problem that the number of the input / output pads of the package and the size of the chip are limited due to the limitation of miniaturization of the bump balls. That is, when the size of the semiconductor chip is reduced or the number of the input / output pads is increased, the number of the solder balls as the final input / output terminals is limited in the upper surface of the semiconductor chip. In order to solve this problem, a package has been developed which includes an embedded structure for mounting a semiconductor chip in a circuit board or a fan-out structure for disposing a solder ball as a final input / output terminal of the semiconductor chip on the outer circumferential surface of the semiconductor chip.
그러나, 임베디드 구조나 팬아웃 구조에서는 상부 반도체칩과 하부 기판 또는 상부 기판과 하부 반도체칩 사이의 간격(Stand-off height)이 매우 작으므로, 반도체 칩을 기판에 지지하기 위한 봉지재(EMC)의 선택에 제약을 받았다. 즉, 상기 간격(Gap)을 채우기 위해서는 충전제(Filler)의 크기를 작게 하여야 하는데, 이 경우 열팽창계수(CTE, Coefficient of Thermal Expansion)을 낮추는 데 한계가 있었다. 높은 CTE의 재료를 사용하는 경우 반도체 패키지에 사용되는 재료들(Si, Cu 등의 금속, 또는 유전체 재료 등)과 열팽창 정도의 차이가 크게 발생하여 기계적 신뢰성에 악영향을 미치기 때문이다. 또한, MEMS 기술을 이용한 장치를 임베디드 하는 경우에 봉지재와의 간섭에 의해 MEMS 장치가 손상되는 것을 방지할 필요가 있었다.However, since the stand-off height between the upper semiconductor chip and the lower substrate or between the upper substrate and the lower semiconductor chip is very small in the embedded structure or fan-out structure, the sealing material (EMC) I was restricted from choice. That is, in order to fill the gap, the size of the filler must be reduced. In this case, there is a limit in lowering the coefficient of thermal expansion (CTE). When a material having a high CTE is used, the difference in degree of thermal expansion between the materials used in the semiconductor package (such as Si, Cu, or a dielectric material) greatly increases and adversely affects the mechanical reliability. In addition, when the device using the MEMS technology is embedded, it is necessary to prevent the MEMS device from being damaged by the interference with the sealing material.
등록특허공보 10-0925665(2009.11.06. 공고)에는 시스템 인 패키지 및 그 제조방법이 개시되어 있다.In Patent Publication No. 10-0925665 (published on November 6, 2009), a system-in-package and a manufacturing method thereof are disclosed.
본 발명의 실시예는 상부 반도체칩과 하부 기판 또는 상부 기판과 하부 반도체칩 사이의 간격에 봉지재가 충진될 필요가 없도록 하여 봉지재의 선택의 폭을 다양하게 하기 위한 반도체 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a semiconductor package and a method of manufacturing the semiconductor package for varying the selection range of the sealing material by eliminating the need for the sealing material to be filled in the space between the upper semiconductor chip and the lower substrate or between the upper substrate and the lower semiconductor chip .
또한, MEMS 기술을 이용한 장치를 임베디드 하는 경우에 봉지재와의 간섭에 의해 MEMS 장치가 손상되는 것을 방지할 수 있는 반도체 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a semiconductor package and a method of manufacturing the same that can prevent the MEMS device from being damaged by interference with an encapsulating material when an apparatus using the MEMS technology is embedded.
또한, 임베디드 구조뿐만 아니라 팬아웃 구조에도 적용할 수 있는 실링부를 포함하는 반도체 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a semiconductor package including a sealing portion that can be applied not only to an embedded structure but also to a fan-out structure, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1반도체 칩과 제2반도체 칩이 수직 방향으로 적층되는 반도체 패키지에 있어서, 제1반도체 칩; 상기 제1반도체 칩보다 너비가 작고, 상기 제1반도체 칩과 범프를 매개로 전기적으로 연결되는 제2반도체 칩; 상기 제1반도체 칩과 전기적으로 연결되고 상기 제1반도체 칩의 전기적 신호를 수직 방향으로 전달하는 도전성 포스트; 상기 제1반도체 칩 상에 상기 제2반도체 칩과 상기 도전성 포스트를 몰딩하는 봉지재; 상기 도전성 포스트와 전기적으로 연결되는 외부 연결단자; 및 상기 범프를 상기 봉지재로부터 밀봉하는 실링부;를 포함하고, 상기 범프는 상기 제1반도체 칩과 상기 제2반도체 칩 사이에 마련되고, 상기 실링부는 상기 제1반도체 칩과 상기 제2반도체 칩 사이에 상기 봉지재에 의해 충진되지 않는 실링공간을 형성하고, 상기 범프는 상기 실링공간에 위치하는, 반도체 패키지가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package in which a first semiconductor chip and a second semiconductor chip are stacked in a vertical direction, the semiconductor package comprising: a first semiconductor chip; A second semiconductor chip having a width smaller than that of the first semiconductor chip and electrically connected to the first semiconductor chip via a bump; A conductive post electrically connected to the first semiconductor chip and transmitting an electrical signal of the first semiconductor chip in a vertical direction; An encapsulant for molding the second semiconductor chip and the conductive posts on the first semiconductor chip; An external connection terminal electrically connected to the conductive posts; And a sealing part for sealing the bump from the encapsulation material, wherein the bump is provided between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, and the sealing part is provided between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip And the bump is located in the sealing space. The semiconductor package according to claim 1, wherein the bump is not filled with the sealing material.
상기 제1반도체 칩은 제1신호패드를, 상기 제2반도체 칩은 제2신호패드를 포함하고, 상기 제1신호패드 또는 상기 제2신호패드 중 어느 하나 이상에 전기적으로 연결되는 제1배선부를 더 포함하는, 반도체 패키지가 제공될 수 있다.Wherein the first semiconductor chip includes a first signal pad and the second semiconductor chip includes a second signal pad and a first wiring portion electrically connected to at least one of the first signal pad and the second signal pad A semiconductor package may further be provided.
상기 제1배선부는 상기 도전성 포스트와 전기적으로 연결되는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The first wiring portion may be provided with a semiconductor package electrically connected to the conductive posts.
상기 도전성 포스트는 상기 제2반도체 칩의 주위에 위치하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.And the conductive posts may be provided around the second semiconductor chip.
상기 실링부는 상기 범프와 이격되어 위치하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The sealing portion may be provided in a semiconductor package spaced apart from the bump.
상기 범프와 상기 실링부는 상기 제2반도체 칩의 활성영역이 형성되는 활성면에 위치하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The bump and the sealing portion may be provided on the active surface on which the active region of the second semiconductor chip is formed.
상기 제1배선부는, 상기 제1신호패드를 노출하면서 상기 제1반도체 칩 상에 마련되는 제1절연층; 및 상기 제1신호패드와 전기적으로 연결되는 제1배선층;을 포함하고, 상기 실링부는 상기 제1배선층에 부착되는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.Wherein the first wiring portion includes: a first insulating layer provided on the first semiconductor chip while exposing the first signal pad; And a first wiring layer electrically connected to the first signal pad, wherein the sealing portion is attached to the first wiring layer.
상기 제1절연층은, 상기 제1신호패드를 노출하면서 상기 제1반도체 칩 상에 마련되는 제1주절연층; 및 상기 제1배선층의 일부를 노출하면서 상기 제1주절연층 상에 마련되는 제1보조절연층;을 포함하고, 상기 제1배선층은 상기 제1주절연층과 상기 제1보조절연층 사이에 개재되는, 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The first insulating layer may include: a first main insulating layer provided on the first semiconductor chip while exposing the first signal pad; And a first auxiliary insulation layer provided on the first main split layer while exposing a part of the first wiring layer, wherein the first wiring layer is interposed between the first auxiliary split insulation layer and the first auxiliary insulation layer , A semiconductor package may be provided.
상기 제1배선부는, 상기 제1신호패드를 노출하면서 상기 제1반도체 칩 상에 마련되는 제1절연층; 상기 제1신호패드와 전기적으로 연결되는 제1배선층; 및 일단은 상기 제1배선층에, 타단은 상기 범프에 연결되어 상기 제1배선층과 상기 제2신호패드 사이에 전기적 신호를 매개하는 제2배선층;을 포함하는, 반도체 패키지가 제공될 수 있다.Wherein the first wiring portion includes: a first insulating layer provided on the first semiconductor chip while exposing the first signal pad; A first wiring layer electrically connected to the first signal pad; And a second wiring layer, one end of which is connected to the first wiring layer and the other end is connected to the bump to mediate an electrical signal between the first wiring layer and the second signal pad.
상기 제1배선층의 일부를 노출하면서 상기 제1절연층 상에 마련되는 제1보조절연층; 및 상기 제1배선층 또는 상기 제2배선층의 일부를 노출하면서 상기 제1보조절연층 상에 마련되는 제2보조절연층을 더 포함하고, 상기 제1배선층은 상기 제1절연층과 상기 제1보조절연층 사이에 개재되고, 상기 제2배선층은 상기 제1보조절연층과 상기 제2보조절연층 사이에 개재되는, 반도체 제공될 수 있다.A first auxiliary insulating layer provided on the first insulating layer while exposing a part of the first wiring layer; And a second auxiliary insulating layer provided on the first auxiliary insulating layer while exposing a portion of the first wiring layer or the second wiring layer, wherein the first wiring layer includes the first insulating layer and the first auxiliary layer And the second wiring layer is sandwiched between the first auxiliary insulating layer and the second auxiliary insulating layer.
일단이 상기 제2반도체 칩에 연결되는 실링부의 타단이 부착되는 실링부 자리를 더 포함하고, 상기 실링부 자리는 상기 배선층과 이격되는, 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The semiconductor package may further include a sealing portion having one end to which the other end of the sealing portion connected to the second semiconductor chip is attached, and the sealing portion is spaced apart from the wiring layer.
상기 도전성 포스트와 상기 외부 연결단자 사이에 마련되며, 상기 도전성 포스트와 상기 외부 연결단자 사이의 전기적 신호를 매개하는 제3배선부를 더 포함하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.And a third wiring part provided between the conductive posts and the external connection terminal and mediating an electrical signal between the conductive posts and the external connection terminal.
상기 제3배선부는, 상기 도전성 포스트와 전기적으로 연결되는 제3배선층; 및 상기 제3배선층의 일부를 노출하면서 상기 봉지재 상에 마련되는 제3절연층;을 포함하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The third wiring portion may include: a third wiring layer electrically connected to the conductive posts; And a third insulating layer provided on the sealing material while exposing a part of the third wiring layer.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 신호패드를 구비하는 반도체 칩; 상기 신호패드와 연결되는 범프; 상기 범프를 매개하여 상기 반도체 칩과 전기적으로 연결되는 배선부; 상기 배선부 상에 상기 반도체 칩을 몰딩하는 봉지재; 상기 배선부와 전기적으로 연결되는 외부 연결단자; 및 상기 범프를 상기 봉지재로부터 밀봉하는 실링부;를 포함하고, 상기 실링부는 상기 반도체 칩과 상기 배선부 사이에 상기 봉지재에 의해 충진되지 않는 실링공간을 형성하고, 상기 범프는 상기 실링공간에 위치하는, 반도체 패키지가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a semiconductor chip having a signal pad; A bump connected to the signal pad; A wiring part electrically connected to the semiconductor chip via the bumps; A sealing member for molding the semiconductor chip on the wiring portion; An external connection terminal electrically connected to the wiring portion; And a sealing portion sealing the bump from the sealing material, wherein the sealing portion forms a sealing space between the semiconductor chip and the wiring portion that is not filled by the sealing material, and the bump is formed in the sealing space A semiconductor package can be provided.
상기 실링부는 상기 범프와 이격되어 위치하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The sealing portion may be provided in a semiconductor package spaced apart from the bump.
상기 범프와 상기 실링부는 상기 반도체 칩의 활성영역이 형성되는 활성면에 위치하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The bump and the sealing portion may be provided on the active surface on which the active region of the semiconductor chip is formed.
상기 배선부는, 상기 범프와 전기적으로 연결되는 배선층; 상기 배선층이 상기 범프와 연결되는 부분을 노출하면서 상기 봉지재와 상기 배선층 사이에 개재되는 주절연층; 및 상기 배선층이 상기 외부 연결단자와 연결되는 부분을 노출하면서 상기 주절연층 상에 마련되는 보조절연층;을 포함하고, 일단이 상기 반도체 칩에 연결되는 실링부의 타단이 부착되는 실링부 자리를 더 포함하며, 상기 실링부 자리는 상기 배선층과 이격되는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.Wherein the wiring portion includes: a wiring layer electrically connected to the bump; A bipolar junction layer interposed between the sealing material and the wiring layer while exposing a portion of the wiring layer connected to the bump; And an auxiliary insulating layer provided on the refractory layer while exposing a portion where the wiring layer is connected to the external connection terminal, and a sealing portion having one end to which the other end of the sealing portion connected to the semiconductor chip is attached And the sealing portion may be spaced apart from the wiring layer.
상기 배선층은, 상기 범프와 전기적으로 연결되는 제1배선층; 및 일단은 상기 제1배선층과 연결되고 타단은 상기 외부 연결단자와 연결되는 제2배선층;을 포함하는, 반도체 패키지가 제공될 수 있다.Wherein the wiring layer includes: a first wiring layer electrically connected to the bumps; And a second wiring layer having one end connected to the first wiring layer and the other end connected to the external connection terminal.
상기 배선부와 전기적으로 연결되며 상기 봉지재를 수직으로 관통하는 도전성 포스트를 더 포함하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.The semiconductor package may further include a conductive post electrically connected to the wiring portion and vertically penetrating the sealing material.
상기 도전성 포스트는 상기 반도체 칩의 주위에 위치하는 반도체 패키지가 제공될 수 있다.And the conductive posts may be provided around the semiconductor chip.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1반도체 칩의 제1신호패드에 연결되는 제1배선층과 함께 제1절연층을 형성하고; 상기 제1배선층에 수직 방향으로 도전성 포스트를 연결하고, 상기 제1배선층에 연결되도록 제2반도체 칩을 탑재하고; 상기 제1반도체 칩 상에 위치하는 상기 도전성 포스트와 상기 제2반도체 칩을 봉지재로 몰딩하고; 상기 도전성 포스트에 연결되는 제2배선층과 함께 제2절연층을 형성하며; 및 상기 제2배선층에 연결되는 외부 연결단자를 부착하는 과정;을 포함하고, 상기 제2반도체 칩을 상기 제1배선층에 연결되도록 탑재하는 방법은, 상기 제2반도체 칩의 제2신호패드에 부착되는 범프를 상기 제1배선층에 연결하고, 상기 범프를 둘러싸면서 밀봉하는 실링부를 상기 제1 반도체칩, 상기 제1배선층, 또는 상기 제1 절연층 중 어느 하나 이상에 연결하는 것을 포함하며, 상기 봉지재로 몰딩하는 단계에서, 상기 실링부의 내부는 상기 실링부에 의해 상기 봉지재로 충진되지 않는, 반도체 패키지 제조방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a first insulating layer formed with a first wiring layer connected to a first signal pad of a first semiconductor chip; Connecting a conductive post in a direction perpendicular to the first wiring layer and mounting a second semiconductor chip to be connected to the first wiring layer; Molding the conductive posts and the second semiconductor chip on the first semiconductor chip into an encapsulant; Forming a second insulating layer together with a second wiring layer connected to the conductive posts; And attaching an external connection terminal connected to the second wiring layer so that the second semiconductor chip is connected to the first wiring layer, And connecting a sealing portion that surrounds the bump to the first semiconductor chip, the first wiring layer, or the first insulating layer, wherein the bump is connected to the first wiring layer, The inside of the sealing portion is not filled with the sealing material by the sealing portion in the ashing molding step.
상기 제1배선층과 상기 제1절연층을 형성하는 과정은, 상기 제1신호패드가 노출되도록 제1주절연층을 마련하고, 상기 제1신호패드와 상기 범프를 연결할 수 있도록 제1배선층이 마련되며, 상기 제1주절연층 상에 상기 제1배선층과 상기 도전성 포스트가 접촉하는 부분, 및 상기 제1배선층과 상기 범프가 접촉하는 부분을 노출하도록 제1보조절연층을 마련하는, 반도체 패키지 제조방법이 제공될 수 있다.The first wiring layer and the first insulation layer may include a first wiring layer to expose the first signal pad and a first wiring layer to connect the first signal pad and the bump, , A first auxiliary insulating layer is provided on the first main split layer to expose a portion where the first wiring layer and the conductive post are in contact with each other and a portion where the first wiring layer and the bump contact with each other, Can be provided.
상기 제2반도체 칩을 상기 제1배선층에 연결되도록 탑재하는 방법은, 상기 제2반도체 칩의 활성면 상에 마련되는 상기 제2신호패드에 상기 범프를 부착하고, 상기 범프와 이격되며 상기 범프를 둘러싸면서 밀봉하는 실링부를 상기 제2반도체 칩의 활성면 상에 부착하며, 상기 범프와 상기 실링부를 동시에 상기 제1배선층 상에 부착하는 과정을 포함하는, 반도체 패키지 제조방법이 제공될 수 있다.The method of mounting the second semiconductor chip so as to be connected to the first wiring layer is characterized in that the bumps are attached to the second signal pad provided on the active surface of the second semiconductor chip, And attaching an encapsulating sealing portion on the active surface of the second semiconductor chip, and attaching the bump and the sealing portion simultaneously on the first wiring layer.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 베이스 상에 배선층과 함께 절연층을 형성하고; 상기 배선층에 연결되도록 반도체 칩을 탑재하고; 상기 절연층 상에 위치하는 상기 반도체 칩을 봉지재로 몰딩하고; 상기 베이스를 제거하며; 상기 배선층의 일부를 노출하여 외부 연결단자를 부착하는 과정;을 포함하고, 상기 반도체 칩을 상기 배선층에 연결되도록 탑재하는 방법은, 상기 반도체 칩의 신호패드에 부착되는 범프를 상기 배선층에 연결하고, 상기 범프를 둘러싸면서 밀봉하는 실링부를 상기 배선층 또는 상기 절연층 중 어느 하나 이상에 연결하는 것을 포함하며, 상기 봉지재로 몰딩하는 단계에서, 상기 실링부의 내부는 상기 실링부에 의해 상기 봉지재로 충진되지 않는, 반도체 패키지 제조방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an insulating layer on a base together with a wiring layer; Mounting a semiconductor chip to be connected to the wiring layer; Molding the semiconductor chip located on the insulating layer with an encapsulating material; Removing the base; And bonding the semiconductor chip to the wiring layer by connecting a bump attached to a signal pad of the semiconductor chip to the wiring layer, And connecting a sealing portion surrounding the bump to at least one of the wiring layer and the insulating layer, wherein in the molding with the sealing material, the inside of the sealing portion is filled with the sealing material by the sealing portion, A method of manufacturing a semiconductor package can be provided.
상기 배선층과 상기 절연층을 형성하는 과정은, 상기 베이스 상에 제2보조절연층을 마련하고, 상기 제2보조절연층 상에 제2배선층을 형성하고, 사기 제2배선층의 일부를 노출하도록 상기 제2보조절연층 상에 제1보조절연층을 마련하고, 상기 제1보조절연층 상에 상기 제2배선층과 접촉하도록 제1배선층을 마련하며, 상기 제1배선층의 일부를 노출하도록 상기 주절연층을 마련하는, 반도체 패키지 제조방법이 제공될 수 있다.Wherein the step of forming the wiring layer and the insulating layer comprises the steps of: providing a second auxiliary insulating layer on the base; forming a second wiring layer on the second auxiliary insulating layer; A first auxiliary insulating layer is provided on the second auxiliary insulating layer, a first wiring layer is provided on the first auxiliary insulating layer so as to be in contact with the second wiring layer, The method of manufacturing a semiconductor package can be provided.
상기 반도체 칩을 상기 배선층에 연결되도록 탑재하는 방법은, 상기 반도체 칩의 활성면 상에 마련되는 상기 신호패드에 상기 범프를 부착하고, 상기 범프와 이격되며 상기 범프를 둘러싸면서 밀봉하는 실링부를 상기 반도체 칩의 활성면 상에 부착하며, 상기 범프와 상기 실링부를 동시에 상기 배선층 상에 부착하는 과정을 포함하는, 반도체 패키지 제조방법이 제공될 수 있다.A method of mounting the semiconductor chip so as to be connected to the wiring layer includes attaching the bump to the signal pad provided on the active surface of the semiconductor chip and inserting a sealing portion which is spaced apart from the bump, And attaching the bump and the sealing portion on the wiring layer at the same time, and attaching the bump and the sealing portion to the wiring layer at the same time.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 및 그 제조방법은 실링부를 포함하여 상부 반도체칩과 하부 기판 또는 상부 기판과 하부 반도체칩 사이의 간격에 봉지재가 충진될 필요가 없도록 할 수 있다.The semiconductor package and the method of manufacturing the same according to the embodiment of the present invention may include a sealing portion so that the sealing material does not need to be filled in the space between the upper semiconductor chip and the lower substrate or between the upper substrate and the lower semiconductor chip.
또한, MEMS 기술을 이용하는 경우 실링부에 의해 MEMS 장치가 봉지재와의 간섭에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the MEMS technology is used, it is possible to prevent the MEMS device from being damaged by interference with the sealing material by the sealing portion.
또한, 실링부의 적용은 임베디드 구조뿐만 아니라 팬아웃 구조에도 적용할 수 있다.In addition, the application of the sealing part can be applied not only to the embedded structure, but also to the fan-out structure.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 패키지의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 대한 평면도이다.
도 3 내지 도 9는 제1실시예에 따른 반도체 패키지의 제작 공정을 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 패키지의 단면도이다.
도 11의 (a)는 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 패키지의 단면도이고, (b)는 제4실시예에 따른 반도체 패키지의 단면도이다.
도 12은 본 발명의 제5실시예에 따른 반도체 패키지의 단면도이다.
도 13 내지 도 18은 제5실시예에 따른 반도체 패키지의 제작 공정을 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제6실시예에 따른 반도체 패키지 적층구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a plan view taken along line AA in Fig. 1; Fig.
Figs. 3 to 9 are cross-sectional views showing a manufacturing process of the semiconductor package according to the first embodiment.
10 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to a second embodiment of the present invention.
11A is a cross-sectional view of a semiconductor package according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a sectional view of the semiconductor package according to the fourth embodiment.
12 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to a fifth embodiment of the present invention.
Figs. 13 to 18 are cross-sectional views showing a manufacturing process of the semiconductor package according to the fifth embodiment.
19 is a cross-sectional view showing a semiconductor package laminated structure according to a sixth embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래에서 소개하는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것일 뿐, 본 발명이 제시하는 실시예만으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 다른 실시 형태로도 구체화될 수 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 이하 사용되는 용어 중 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the embodiments described below are provided only to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. The present invention may be embodied in other embodiments. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. In addition, the following terms "and / or" include any one of the listed items and any combination of one or more of them.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 패키지의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 대한 평면도이다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view taken along line A-A of FIG.
반도체 패키지(100)는 제1반도체 칩(110), 제1배선부(120), 도전성 포스트(130), 제2반도체 칩(140), 봉지재(150), 및 외부 연결단자(170)를 포함한다.The
제1반도체 칩(110)과 제2반도체 칩(140)은 동종 제품들이거나 또는 이종 제품들일 수 있다. 예를 들어, 제1반도체 칩(110)과 제2반도체 칩(140)은 메모리 칩이거나 또는 로직 칩일 수 있다. 이러한 메모리 칩은, 예를 들어 디램(DRAM), 에스램(SRAM), 플래시(flash), 피램(PRAM), 알이램(ReRAM), 에프이램(FeRAM) 또는 엠램(MRAM)을 포함할 수 있다. 이러한 로직 칩은 메모리칩들을 제어하는 제어기일 수 있다. 예를 들어, 제2반도체 칩(140)은 로직회로를 포함하는 로직칩일 수 있고, 제1반도체 칩(110)은 메모리칩일 수 있으며, 또는 이와 반대일 수 있다. 반도체 패키지(100)는 SOC(system on chip) 또는 SIP(system in package)일 수 있다.The
제1반도체 칩(110)은 회로가 형성되는 활성영역을 포함하는 활성면(활성면의 반대면을 비활성면이라 한다)을 구비하고 활성면에는 외부와 신호를 교환하기 위한 제1신호패드(111)가 형성될 수 있다. 제1신호패드(111)는 제1반도체 칩(110)과 일체로 형성되는 것을 포함한다. 제1신호패드(111)는 제1배선부(120)와 전기적으로 연결된다. 제1배선부(120)는 도전성 포스트(130)와 연결될 수도 있고 제2반도체 칩(140)의 제2신호패드(141)와 연결될 수도 있다.The
제1배선부(120)는 예를 들어 금속배선의 재배치 공정으로 형성할 수 있을 것이다. 제1배선부(120)는 도전성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1배선부(120)는 미리 제조된 기판으로 구성될 수 있고, 압착, 접착, 리플로우 등에 의하여 제1반도체 칩(110)에 접착되는 경우를 포함한다.The
제1배선부(120)는 제1절연층(121, 123)과 제1배선층(122)을 포함할 수 있으며, 제1절연층(121, 123)은 제1주절연층(121)과 제1보조절연층(123)을 포함할 수 있다. 제1주절연층(121)은 제1신호패드(111)를 노출하면서 제1반도체 칩(110)의 활성면 상에 마련될 수 있다. 제1주절연층(121) 표면에는 제1신호패드(111) 및 도전성 포스트(130)와 전기적으로 연결되는 제1배선층(122)이 형성된다. 제1배선층(122)의 표면에는 다시 제1보조절연층(123)이 형성된다. 도 1에는 제1절연층(121, 123)이 제1주절연층(121)과 제1보조절연층(123)으로 구성되어 있으나, 제작 공정 또는 필요에 따라 제1주절연층(121)이 생략되거나 제1보조절연층(123)이 생략될 수 있다. 하지만, 제1반도체 칩(110)과 제1배선층(122) 사이에 전기적 간섭을 최소화하기 위해서 제1주절연층(121)이 마련되는 것이 바람직하다. 또한 제1주절연층(121)과 제1보조절연층(123)은 일체로 형성되는 것이 가능하다. 이 때에는 제1배선부(120)의 상하를 기준으로 제1주절연층(121)과 제1보조절연층(123)을 구분할 수 있다.The
도전성 포스트(130)는 제1배선부(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 포스트(130)는 제1배선부(120)를 통하여 제1반도체 칩(110) 및/또는 제2반도체 칩(140)을 외부와 전기적으로 연결할 수 있다. 도전성 포스트(130)는 도전물을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 또한, 도전성 포스트(130)는 TSV(through silicon via)와 같은 관통 전극일 수 있다.The
외부 연결단자(170)는 도전성 포스트(130)의 제2단부(132)에 연결되어 외부 기판(미도시) 또는 다른 반도체 패키지(100) 등과 반도체 칩(110, 140)을 전기적으로 연결하기 위한 것이다. 즉, 도전성 포스트(130)의 제1단부(131)는 제1배선부(120)와 제2단부(132)는 외부 연결단자(170)와 연결되게 되는 것을 포함한다. 도 1에는 외부 연결단자(170)의 일 예로 솔더볼을 도시하였지만, 솔더범프 등을 포함한다. 또한, 외부 연결단자(170)의 표면에는 유기물 코팅 또는 금속도금 등의 표면처리가 수행되어 표면이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 유기물은 OSP(Organic Solder Preservation) 코팅일 수 있으며, 금속도금은 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 또는 실버(Ag) 도금 등으로 처리될 수 있다.The
제2반도체 칩(140)은 제1반도체 칩(110) 보다 크기가 작으며, 제1반도체 칩(110)의 일 측에 도전성 포스트(130)와 함께 위치하여 제1배선부(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 1에는 제2반도체 칩(140)의 양 측면에 도전성 포스트(130)가 위치하는 것을 나타내었지만, 제2반도체 칩(140)의 일 측면에만 도전성 포스트(130)가 위치하는 것을 포함한다. 제2반도체 칩(140)은 회로가 형성되는 활성면을 구비하고 활성면에는 외부와 신호를 교환하기 위한 제2신호패드(141)가 형성될 수 있다. 제2신호패드(141)는 제2반도체 칩(140)과 일체로 형성되는 것을 포함한다. 제2신호패드(141)는 제1배선부(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 1에는 제2반도체 칩(140)과 제1반도체 칩(110) 사이에 제1배선부(120)가 매개되는 것을 도시하였지만, 이와 달리 제2신호패드(141)와 제1신호패드(111)가 직접적으로 연결되는 것을 포함한다. 제2신호패드(141)는 제1배선부(120) 또는 제1반도체 칩(110)과 범프(142)를 매개로 전기적으로 연결될 수 있다. 범프(142)는 그 용어에 한정되지 않고 솔더볼을 포함하는 전기적 연결부재일 수 있다. 이하에서는 제1배선부(120)와 제2신호패드(141)가 범프(142)에 의해 연결되는 것을 전제로 설명하도록 한다.The
봉지재(150)는 제1반도체 칩(110)과 외부 연결단자(170) 사이에 위치하여, 도전성 포스트(130) 및/또는 제2반도체 칩(140)를 밀봉할 수 있다. 예를 들어, 봉지재(150)는 도전성 포스트(130)와 제2반도체 칩(140) 사이의 공간을 충진할 수 있으며, 상호 이격되어 위치하는 도전성 포스트(130) 사이의 공간을 충진할 수 있다. 또한, 봉지재(150)는 도전성 포스트(130)의 측벽이 외부로 노출되지 않도록 밀봉할 수 있다. 봉지재(150)는 절연물을 포함할 수 있고, 예를 들어 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy mold compound, EMC)를 포함할 수 있다. 제2반도체 칩(140), 도전성 포스트(130), 및 봉지재(150)는 일체화되어 하나의 구조체를 이루고 있으며, 제조 프로세스 중에 상면을 연마하면 전체적인 두께가 최소화될 수 있다. 이 때 제2반도체 칩(140)의 비활성면을 연마하는 것이 바람직하다. The
공정상의 문제로 제2반도체 칩(140)과 제1반도체 칩(110) 또는 제2반도체 칩(140)과 제1배선부(120)의 사이에는 간격(Stand-off height)(150-1)이 형성된다. 제2반도체 칩(140)의 안정적인 지지를 위해서는 상기 간격(150-1)에 봉지재(150)가 충진되는 것이 요구되었다. 그러나 반도체 패키지(100)의 소형화를 위해서는 상기 간격(150-1)이 좁을수록 유리하지만 좁은 간격에 충진되는 봉지재(150)의 선택에 제약이 따르게 된다. 발열이 심한 반도체 패키지(100)의 특성상 재료간 열팽창계수가 작아야 하는데, 좁은 간격에 충진되는 봉지재(150)의 열팽창계수를 낮추는 데 한계가 존재하기 때문이다. 또한, 제2반도체 칩(140)의 활성면에 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용하는 장치가 탑재되는 경우 봉지재(150)와의 간섭에 의해 손상이 유발될 위험이 따랐다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 상기 범프(142)의 주위를 둘러싸는 실링부(143)를 구비하여 상기 간격(150-1)에 봉지재(150)가 충진될 필요가 없도록 하면서도 제2반도체 칩(140)을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.A stand-off height 150-1 is provided between the
실링부(143)는 범프(142)를 내부에 포함하면서 범프(142)를 밀봉할 수 있도록 연속적인 형태로 이루어질 수 있다. 일 예로 링 형태를 포함할 수 있다. 또한 실링부(143)는 제2반도체 칩(140)을 안정적으로 지지하면서 범프(142) 근방으로 봉지재(150)가 침투하는 것을 방지하기 위해 제2반도체 칩(140)과 제1배선부(120)와의 사이에 연결될 수 있다. 물론 제2반도체 칩(140)이 제1반도체 칩(110)과 제1배선부(120)를 경유하지 않고 직접적으로 연결되는 경우 실링부(143)가 제1반도체 칩(110)과 연결되는 것을 포함한다. 도 1에는 실링부(143)가 제2반도체 칩(140)의 활성면에 연결되는 것을 도시하였지만 이와 달리 제2반도체 칩(140)의 측면에 연결되거나 제2반도체 칩(140)의 비활성면을 감싸면서 제1배선부(120)와 연결되는 것을 포함한다.The sealing
실링부(143)는 금속성을 갖는 재질일 수 있다. 금속성을 갖는 제1배선층(122)과 접착을 용이하게 하기 위함이다. 실링부(143)가 범프(142)와 같은 재료일 경우에는 범프(142)가 제1배선층(122)과 접착되는 방법과 같은 방법으로 실링부(143)를 제1배선층(122)와 접착할 수 있는 등 제작의 편의성을 도모할 수 있다. 실링부(143)가 금속성을 갖는 재질인 경우, 제2반도체 칩(140)의 신호전달의 간섭을 최소화하기 위해서는 범프(142)와 이격되어 위치하는 것이 바람직하다.The sealing
이상에서는 제1반도체 칩(110)과 제2반도체 칩(140)이 제1배선층(122)을 통하여 서로 전기적으로 연결되는 것을 나타내었지만, 본 발명의 실시예(100)는 제1반도체 칩(110)과 제2반도체 칩(140)이 서로 전기적으로 연결되지 않는 것도 포함한다. 따라서, 제1배선부(120)는 제1반도체 칩(110)을 재배선하거나 제2반도체 칩(140)을 재배선할 수 있다. 즉, 제2반도체 칩(140)이 제1배선부(120)에 연결되어 경우 팬-아웃 구조를 형성할 수 있고, 제1반도체 칩(110)이 제1배선부(120)에 연결되어 팬-인 구조를 형성할 수 있다.Although the
본 발명의 실시예(100)는 도전성 포스트(130)와 외부 연결단자(170)의 사이에 제2배선부(160)를 포함할 수 있다. 제2배선부(160)는 도전성 포스트(130)와 외부 연결단자(170) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2배선부(160)는 예를 들어 금속배선의 재배치 공정으로 형성할 수 있을 것이다. 제2배선부(160)는 도전성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제2배선부(160)는 미리 제조된 기판으로 구성될 수 있고, 압착, 접착, 리플로우 등에 의하여 도전성 포스트(130)에 접착되는 경우를 포함한다.The
제2배선부(160)는 제2절연층(162)과 제2배선층(161)을 포함할 수 있다. 도 1에는 도전성 포스트(130)와 제2배선층(161) 사이에 제2절연층(162)이 개재되지 않는 것을 도시하였지만, 이와 달리 도전성 포스트(130)와 제2배선층(161) 사이에 제2보조절연층(미도시)이 개재되고 제2배선층(161) 상에 제2주절연층(162)이 형성될 수 있다. 또한 제2주절연층(162)과 제2보조절연층(미도시)은 일체로 형성되는 것이 가능하다. 이 때에는 제2배선부(160)의 상하를 기준으로 제2주절연층(162)과 제2보조절연층(미도시)을 구분할 수 있다. 이 때, 제2배선층(161)이 외부로부터 간섭받는 것을 최소화하기 위해서 제2배선층(161)과 외부 연결단자(170)가 연결되는 면에는 제2절연층(162)이 마련되는 것이 바람직하다.
The
도 3 내지 도 9는 제1실시예에 따른 반도체 패키지(100)의 제작 공정을 나타내는 단면도이다.Figs. 3 to 9 are sectional views showing a manufacturing process of the
도 3은 제1배선부(120)를 형성하는 단계를 도시한다. 제1반도체 칩(110)은 활성면이 상부로 향하도록 위치하고 제1반도체 칩(110)의 활성면 상에는 제1신호패드(111)를 노출하면서 제1주절연층(121)이 형성될 수 있다. 제1주절연층(121) 상에는 제1신호패드(111)와 연결되면서 재배선 층을 형성하는 제1배선층(122)이 마련될 수 있다. 제1배선층(122)은 증착, 도금, 등 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 제1배선층(122) 상에는 제1배선층(122)의 일부를 노출하도록 제1보조절연층(123)이 마련될 수 있다. 제1보조절연층(123)을 형성한 후에 제1배선층(122)의 노출부(122-1, 122-2)를 레이저 가공 또는 화학 가공 등에 의해 식각할 수 있다. 제1배선층(122)의 노출부(122-1, 122-2)는 도전성 포스트(130)와 연결되는 부분(122-1)과 제2반도체 칩(140)과 연결되는 부분(122-2)을 포함할 수 있다. 경우에 따라서는 제1배선층(122)의 경유 없이 제2반도체 칩(140)이 직접 제1반도체 칩(110)과 연결될 수 있고, 제1반도체 칩(110)과 제2반도체 칩(140) 사이에 연결되지 않는 경우도 있을 수 있다. 따라서, 제1배선층(122)의 노출부(122-1, 122-2)는 도전성 포스트(130)와 연결되는 부분(122-1)만 마련될 수 있다. 필요에 따라서는 제1보조절연층(123)이 생략되는 것도 가능하다. 도 3에는 제1반도체 칩(110)의 하부(비활성면)에 베이스(또는 캐리어)가 부착되지 않았지만, 제작 공정상 베이스(또는 캐리어)가 부착될 수 있다.Fig. 3 shows the step of forming the
도 4는 도전성 포스트(130)를 형성하는 단계를 도시한다. 도전성 포스트(130)는 제1배선층(122)과 연결되며 수직방향으로 형성된다. 도전성 포스트의 제1단부(131)는 하부로 위치하여 제1배선층(122)과 연결되며, 제2단부(132)는 상부로 위치하여 노출된 상태이다. 도전성 포스트(130)의 양 단(131, 132)에는 제1배선층(122), 제2배선층(161), 또는 외부 연결단자(170)와의 연결을 용이하도록 하기 위해 연결패드(미도시)가 마련될 수 있다. 연결패드(미도시)는 별도의 부재가 부착되는 것뿐만 아니라 도전성 포스트(130)의 양 단(131, 132)의 형상을 가공하는 것을 포함한다.4 shows the step of forming the
도전성 포스트(130)는 제1배선부(120) 상에 마스크층(미도시)을 형성하고, 제1배선부(120)를 노출하는 개구부를 상기 마스크층(미도시)에 형성한 후에, 상기 개구부를 도전물을 이용하여 충전한 후, 식각 또는 애싱(ashing)을 이용하여 상기 마스크층(미도시)을 제거하는 공정을 수행하여 형성될 수 있다.The
도 5는 제2반도체 칩(140)이 제1배선층(122) 상에 탑재되는 단계를 도시한다. 이 때 제2반도체 칩(140)은 활성면의 제2신호패드(141) 상에 범프(142)가 부착되고, 활성면 상에 실링부(143)가 부착된 상태일 수 있다. 범프(142)와 제1배선층(122), 실링부(143)와 제1배선층(122) 사이의 연결은 도전성 접착물질(142-1, 143-1)을 이용할 수 있다. 범프(142)와 제1배선층(122) 사이에는 전기적 연결이 필수적이므로 도전성 물질(142-1)을 이용하여 접착하여야 한다. 실링부(143)가 금속성 재질을 갖는 경우, 금속성을 갖는 제1배선층(122)과 접착을 용이하게 하기 위하여 실링부(143)와 제1배선층(122) 사이에도 도전성 물질(143-1)을 이용하여 접착할 수 있다. 실링부(143)와 범프(142)를 같은 재료로 사용하여 범프(142)가 제1배선층(122)과 접착되는 방법과 같은 방법으로 실링부(143)를 제1배선층(122)과 접착할 수 있어 제작의 편의성이 도모된다. 이 때, 실링부(143)가 금속성을 갖는 재질인 경우, 제2반도체 칩(140)의 신호전달의 간섭을 최소화하기 위해서는 상기 실링부(143)는 범프(142)와 이격되어 위치하는 것이 바람직하다.5 shows a step in which the
도 5에는 실링부(143)가 제2반도체 칩(140)의 활성면에 위치하는 것을 도시하였지만, 이와 달리 제2반도체 칩(140)의 측면에 위치하여 제1배선층(122)과 결합하거나 제2반도체 칩(140)의 상부에서 제2반도체 칩(140)을 내부에 포함하도록 감싸면서 제1배선층(122)과 결합하는 것을 포함한다. 또한, 제1배선층(122)이 아닌 제1반도체 칩(110) 또는 제1절연층(121, 123)과 결합하는 것을 포함한다.5, the sealing
도 6은 봉지재(150)를 이용하여 제1배선부(120), 도전성 포스트(130), 및 제2반도체 칩(140)을 몰딩하여 일체화하는 단계를 도시한다. 봉지재(150)는 절연물을 포함할 수 있고, 예를 들어 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy mold compound, EMC)를 포함할 수 있다. 이 때, 실링부(143)에 의해 제2반도체 칩(140)과 제1배선부(120)의 사이의 간격(150-1)에는 봉지재(150)가 충진되지 않는다. 따라서 작은 간격에 충진되는 봉지재(150)를 선택할 필요가 없어서 봉지재(150)의 선택의 폭이 넓어지게 되며, 제2반도체 칩(140)의 활성부와 범프(142) 등이 봉지재(150)에 의해 손상 또는 간섭받는 것을 방지할 수 있게 된다.6 shows a step of molding and integrating the
도 7은 봉지재(150)를 연마하여 도전성 포스트(130)를 노출하는 단계를 도시한다. 봉지재(150)의 제거 공정은 연마, 에치백, 또는 기계적 화학적 연마(Chemical mechanical polishing, CMP)를 이용하여 수행될 수 있다. 이 때, 제2반도체 칩(140)의 상면이 노출될 수 있으며, 제2반도체 칩(140)의 상면을 함께 연마하여 반도체 패키지(100)의 두께를 얇게 할 수 있다.FIG. 7 shows the step of polishing the
도 8은 제2배선부(160)를 형성하는 단계를 도시한다. 노출된 도전성 포스트(130)의 제2단부(132)에는 제2배선층(161)이 전기적으로 연결될 수 있다. 제2배선층(161)은 증착, 도금, 등 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 제2배선층(161) 상에는 제2배선층(161)의 일부를 노출하도록 제2절연층(162)이 마련될 수 있다. 제2절연층(162)을 형성한 후에 제2배선층(161)의 노출부(161-1)를 레이저 가공 또는 화학 가공 등에 의해 식각할 수 있다. 제2배선층(161)의 노출부(161-1)는 외부 연결단자(170)와 연결되는 부분이다.Fig. 8 shows the step of forming the
도 9는 외부 연결단자(170)를 형성하는 단계를 도시한다. 외부 연결단자(170)는 제2배선층(161)과 연결될 수 있다. 이 때 제2배선부(160)가 생략되는 경우에 도전성 포스트(130)와 외부 연결단자(170)가 직접 연결될 수 있음은 앞에서 살핀 바와 같다. 도 9에는 외부 연결단자(170)의 일 예로 솔더볼을 나타내었지만 솔더범프 등을 포함한다.
Fig. 9 shows the step of forming the
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 패키지(101)의 단면도이다. 본 발명의 제2실시예(101)는 배선부의 구성을 제1실시예(100)와 달리한다. 따라서 배선부의 구성을 제외한 구성에 대하여는 제1실시예(100)와 동일하므로 그 설명을 생략하도록 한다.10 is a cross-sectional view of a
제1반도체 칩(110)은 제1배선층(182)과 전기적으로 연결된다. 제1배선층(182)은 도전성 포스트(130)의 제1단부(131)와 직접적으로 연결될 수 있다. 하지만, 제2반도체 칩(140)과의 연결을 위해서는 제2배선층(183)을 경유하여 제2신호패드(141)와 연결된다. 도 1을 참조하면, 제1실시예(100)에서는 제1반도체 칩(110)의 범프 (142)와 실링부(143)가 부착되는 제1배선층(122)의 자리부분이 서로 연결되어 있다. 이는, 실링부(143)가 범프(142)를 감싸도록 범프(142)의 외곽에 위치하는 반면에 제1배선층(122)은 제1반도체 칩(110)의 외곽으로 위치하는 도전성 포스트(130) 또는 제1신호패드(111)와 연결되어야 하기 때문에 범프(142)와 연결되는 제1배선층(122)의 범프 자리가 실링부(143)와 연결되는 제1배선층(122)의 실링부 자리와 연결될 수밖에 없다.The
다시 도 10을 참조하면, 제2실시예(101)에서는 제1반도체 칩(110)과 제2반도체 칩(140)을 전기적으로 연결하기 위해 제1배선층(182)과 제2배선층(183)이 마련된다. 제2배선층(183)은 제2반도체 칩(140)의 범프(142)와 연결되면서 제2반도체 칩(140)의 안쪽으로 이어진다. 또한 제2배선층(183)의 안쪽으로 이어진 단부는 제1배선층(182)과 연결된다. 따라서, 제2배선층(183)은 실링부(143)와 접촉하지 않으면서도 제1반도체 칩(110) 또는 도전성 포스트(130)와 연결될 수 있게 된다. 실링부(143)의 접착을 위해서 제2배선층(183)과 이격되는 실링부 자리(183-1)가 마련될 수 있다. 이 때 제2배선층(183)과 실링부 자리(183-1)는 동일한 재료를 사용할 수 있으며, 제작 공정의 편의를 도모할 수 있다. 실링부 자리(183-1)와 제2배선층(183)이 상호 이격됨으로 인하여 제2신호패드(141)와 제2배선층(183) 사이의 전기적 신호 전달의 간섭을 최소화할 수 있게 된다.Referring to FIG. 10 again, in the
제1배선층(182)은 주절연층(181)과 제1보조절연층(184)에 의해 절연될 수 있다. 마찬가지로 제2배선층(183)은 제1보조절연층(184)과 제2보조절연층(185)에 의해 절연될 수 있다. 주절연층(181), 제1보조절연층(184), 및 제2보조절연층(185)의 구분은 편의상 위치에 따라 나눈 것에 불과하며, 절연층은 이러한 구분에 구속되지 않는다. 즉, 각각의 절연층은 일체로 형성되는 것이 가능하며, 어느 일 절연층이 생략될 수 있다.The
제3배선부(190)는 제3절연층(192)과 제3배선층(191)을 포함할 수 있다. 도 10에는 도전성 포스트(130)와 제3배선층(191) 사이에 제3절연층(192)이 개재되지 않는 것을 도시하였지만, 이와 달리 도전성 포스트(130)와 제3배선층(191) 사이에 제3보조절연층(미도시)이 개재되고 제3배선층(191) 상에 제3주절연층(192)이 형성될 수 있다. 또한 제3주절연층(192)과 제3보조절연층(미도시)은 일체로 형성되는 것이 가능하다. 이 때에는 제3배선부(190)의 상하를 기준으로 제3주절연층(192)과 제3보조절연층(미도시)을 구분할 수 있다. 이 때, 제3배선층(191)이 외부로부터 간섭받는 것을 최소화하기 위해서 제3배선층(191)과 외부 연결단자(170)가 연결되는 면에는 제3절연층(192)이 마련되는 것이 바람직하다.The
도 11의 (a)는 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 패키지의 단면도이고, (b)는 제4실시예에 따른 반도체 패키지의 단면도이다.11A is a cross-sectional view of a semiconductor package according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a sectional view of the semiconductor package according to the fourth embodiment.
도 10에는 범프(142)가 제2배선층(183)에 접촉하는 것을 도시하였지만, 이와 달리 제2배선층(183)이 생략되고, 범프(142)가 제1배선층(182)에 접촉하는 것을 포함한다. 이 때 실링부 자리(183-1)와 제1배선층(182) 또는 범프(142)가 이격되기 위해서는 제1배선층(182-1)이 범프(142)를 향해 돌출되는 경우(도 11의 (a) 참고) 또는 범프(142-2)가 실링부(143)보다 길어서 제1배선창(182)에 접촉하는 경우(도 11의 (b) 참고)를 포함한다.
10 illustrates that the
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 반도체 패키지(200)의 단면도이다. 제5실시예에 따른 반도체 패키지(200)는 반도체 칩(210), 배선부(220), 봉지재(230), 및 외부 연결단자(240)를 포함한다.12 is a cross-sectional view of a
반도체 칩(210)은 메모리 칩이거나 로직 칩일 수 있다. 일 예인 메모리 칩은 디램(DRAM), 에스램(SRAM), 플래시(flash), 피램(PRAM), 알이램(ReRAM), 에프이램(FeRAM) 또는 엠램(MRAM) 등을 포함할 수 있다. 일 예인 로직 칩은 메모리칩들을 제어하는 제어기일 수 있다.The
반도체 칩(210)은 회로가 형성되는 활성영역을 포함하는 활성면(활성면의 반대면을 비활성면이라 한다)을 구비하고 활성면에는 외부와 신호를 교환하기 위한 신호패드(211)가 형성될 수 있다. 신호패드(211)는 반도체 칩(210)과 일체로 형성되는 것을 포함한다. 신호패드(211)는 배선부(220)와 전기적으로 연결된다. 배선부(220)는 도전성 포스트(도 18 참조)와 연결될 수도 있고 외부 연결단자(240)와 연결될 수도 있다.The
배선부(220)는 예를 들어 금속배선의 재배치 공정으로 형성할 수 있을 것이다. 배선부(220)는 도전성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 또한, 배선부(220)는 미리 제조된 기판으로 구성될 수 있고, 압착, 접착, 리플로우 등에 의하여 반도체 칩(210)에 접착되는 경우를 포함한다.The
배선부(220)는 절연층과 배선층을 포함할 수 있으며, 절연층은 주절연층(221)과 보조절연층(224, 225)을 포함할 수 있다. 또한, 배선층은 제1배선층(222)과 제2배선층(223)을, 보조절연층(224, 225)은 제1보조절연층(224)과 제2보조절연층(225)을 포함할 수 있다.The
제5실시예(200)에서는 반도체 칩(210)과 외부 연결단자(240)를 전기적으로 연결하기 위해 제1배선층(222)과 제2배선층(223)이 마련된다. 제1배선층(222)은 반도체 칩(210)의 범프(212)와 연결되면서 반도체 칩(210)의 안쪽으로 이어진다. 또한 제1배선층(222)의 안쪽으로 이어진 단부는 제2배선층(223)과 연결된다. 따라서, 제1배선층(222)은 실링부(213)와 접촉하지 않으면서도 외부 연결단자(240)와 연결될 수 있게 된다. 실링부(213)의 접착을 위해서 제1배선층(222)과 이격되는 실링부 자리(222-1)가 마련될 수 있다. 이 때 제1배선층(222)과 실링부 자리(222-1)는 동일한 재료를 사용할 수 있으며, 제작 공정의 편의를 도모할 수 있다. 실링부 자리(222-1)와 제1배선층(222)이 상호 이격됨으로 인하여 신호패드(211)와 제1배선층(222) 사이에 전기적 신호 전달의 간섭을 최소화할 수 있게 된다. 또한, 제1배선층(222)과 제2배선층(223)으로 배선층을 분리함으로 인하여 배선층에 실링부(213)가 접촉하지 않으면서도 팬-아웃 구조를 가능하게 할 수 있다.In the
제1배선층(222)은 주절연층(221)과 제2주절연층(221)에 의해 절연될 수 있다. 마찬가지로 제2배선층(223)은 제2주절연층(221)과 제2보조절연층(225)에 의해 절연될 수 있다. 주절연층(221), 제1보조절연층(224), 및 제2보조절연층(225)의 구분은 편의상 위치에 따라 나눈 것에 불과하며, 절연층은 이러한 구분에 구속되지 않는다. 즉, 각각의 절연층은 일체로 형성되는 것이 가능하며, 어느 일 절연층이 생략될 수 있다. 하지만, 배선층이 외부에 노출되는 경우 반도체 칩(210)과 외부 연결단자(240) 사이의 전기적 신호에 간섭이 발생할 수 있으므로 전기적 간섭을 최소화하기 위해서 제2보조절연층(225)이 마련되는 것이 바람직하다.The
도 12는 제1배선층(222)과 실링부 자리(222-1)를 분리하기 위하여 제2배선층(223)을 형셩하였지만, 이와 달리 제1배선층(222)만으로 반도체 칩(210)과 외부 연결단자(240)를 전기적으로 연결하는 것도 가능하다. 즉, 도 1에 도시된 제1실시예(100)와 같이 제1배선층(222) 상에 실링부 자리를 마련하는 것이 가능하며, 이 경우 제1배선층(222)은 일단이 범프(212)와 연결되면서 반도체 칩(210)의 외곽으로 연장되어 타단이 외부 연결단자(240)와 연결되게 된다.12 shows a state in which the
외부 연결단자(240)는 배선부(220)의 일단에 연결되어 외부 기판(미도시) 또는 다른 반도체 패키지(200) 등과 반도체 칩(210)을 전기적으로 연결하기 위한 것이다. 도 11에는 외부 연결단자(240)의 일 예로 솔더볼을 도시하였지만, 솔더범프 등을 포함한다. 또한, 외부 연결단자(240)의 표면에는 유기물 코팅 또는 금속도금 등의 표면처리가 수행되어 표면이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 유기물은 OSP(Organic Solder Preservation) 코팅일 수 있으며, 금속도금은 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 또는 실버(Ag) 도금 등으로 처리될 수 있다.The
봉지재(230)는 배선부(220) 상에 위치하여 배선부(220)와 반도체 칩(210)을 밀봉할 수 있다. 또한, 봉지재(230)는 반도체 칩(210)의 활성면이 외부로 노출되지 않도록 밀봉할 수 있다. 봉지재(230)는 절연물을 포함할 수 있고, 예를 들어 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy mold compound, EMC)를 포함할 수 있다. 반도체 칩(210), 배선부(220), 및 봉지재(230)는 일체화되어 하나의 구조체를 이루고 있으며, 제조 프로세스 중에 상면을 연마하면 전체적인 두께가 최소화될 수 있다. 즉, 도 11은 반도체 칩(210)의 상면이 봉지재(230)에 의해 커버되는 것을 나타내었지만, 반도체 칩(210)의 상면이 노출되도록 할 수 있으며, 나아가 반도체 칩(210)의 상면을 봉지재(230)와 함께 연마하여 반도체 패키지(200)의 두께를 최소화할 수 있다.The sealing
공정상의 문제로 반도체 칩(210)과 배선부(220)의 사이에는 간격(Stand-off height)(230-1)이 형성된다. 반도체 칩(210)의 안정적인 지지를 위해서는 상기 간격(230-1)에 봉지재(230)가 충진되는 것이 요구되었다. 그러나 반도체 패키지(200)의 소형화를 위해서는 상기 간격(230-1)이 좁을수록 유리하지만 좁은 간격에 충진되는 봉지재(230)의 선택에 제약이 따르게 된다. 발열이 심한 반도체 패키지(200)의 특성상 재료간 열팽창계수가 작아야 하는데, 좁은 간격에 충진되는 봉지재(230)의 열팽창계수를 낮추는 데 한계가 존재하기 때문이다. 또한, 반도체 칩(210)의 활성면에 MEMS 기술을 이용하는 장치가 탑재되는 경우 봉지재(230)와의 간섭에 의해 손상이 유발될 위험이 따랐다. 따라서, 본 발명의 제5실시예(200)는 상기 범프(212)의 주위를 둘러싸는 실링부(213)를 구비하여 상기 간격(230-1)에 봉지재(230)가 충진될 필요가 없도록 하면서도 반도체 칩(210)을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.A stand-off height 230-1 is formed between the
실링부(213)는 범프(212)를 내부에 포함하면서 범프(212)를 밀봉할 수 있도록 연속적인 형태로 이루어질 수 있다. 일 예로 링 형태를 포함할 수 있다. 또한 실링부(213)는 반도체 칩(210)을 안정적으로 지지하면서 범프(212) 근방으로 봉지재(230)가 침투하는 것을 방지하기 위해 반도체 칩(210)과 배선부(220) 사이에 연결될 수 있다. 도 11에는 실링부(213)가 반도체 칩(210)의 활성면에 연결되는 것을 도시하였지만 이와 달리 반도체 칩(210)의 측면에 연결되거나 반도체 칩(210)의 비활성면을 감싸면서 배선부(220)와 연결되는 것을 포함한다.The sealing
실링부(213)는 금속성을 갖는 재질일 수 있다. 금속성을 갖는 제1배선층(222)과 접착을 용이하게 하기 위함이다. 실링부(213)가 범프(212)와 같은 재료일 경우에는 범프(212)가 제1배선층(222)과 접착되는 방법과 같은 방법으로 실링부(213)를 제1배선층(222)과 접착할 수 있는 등 제작의 편의성을 도모할 수 있다. 실링부(213)가 금속성을 갖는 재질인 경우, 반도체 칩(210)의 신호전달의 간섭을 최소화하기 위해서는 범프(212)와 이격되어 위치하는 것이 바람직하다.
The sealing
도 13 내지 도 18은 제5실시예에 따른 반도체 패키지(200)의 제작 공정을 나타내는 단면도이다.Figs. 13 to 18 are cross-sectional views showing a manufacturing process of the
도 13과 14는 베이스(300) 상에 배선부(220)를 형성하는 단계이다. 베이스(300)와 배선부(220)는 접착층(310)에 의해 접착되어 이후 베이스(300)의 분리를 용이하게 할 수 있다. 배선부(220)는 베이스(300) 윗면으로부터 제2보조절연층(225), 제2배선층(223), 제1보조절연층(224)의 순서로 형성될 수 있다. 즉, 제2배선층(223)은 제1보조절연층(224)과 제2보조절연층(225) 사이에 위치하여 외부로부터 절연되어 반도체 칩(210)과 외부 연결단자(240) 사이에 전달되는 신호의 간섭을 최소화할 수 있다.FIGS. 13 and 14 show steps of forming the
구체적으로, 도 13을 참조하면, 베이스(300) 상에 제2보조절연층(225)을 형성한 후 그 위에 제2배선층(223)을 형성한다. 제2배선층(223)은 증착, 도금, 등 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 제2배선층(223) 상에 제1보조절연층(224)을 형성하고 제2배선층(223)이 제1배선층(222)과 연결되는 부분을 노출한다. 상기 노출부는 레이저 가공 또는 화학 가공 등에 의해 식각할 수 있다.13, a second auxiliary insulating
도 14를 참조하면, 제1보조절연층(224) 상에 제1배선층(222)을 형성한다. 이 때 제1배선층(222)의 일단이 제2보조절연층(225)의 노출부를 통해 제2배선층(223)과 연결되도록 한다. 제1배선층(222)의 외곽에 이격되어 실링부 자리(222-1)를 형성한다. 실링부 자리(222-1)는 제1배선층(222)과 동일한 재료를 사용하여 형성하여 제조 공정을 단순화 할 수 있다. 제1배선층(222) 상에 주절연층(221)을 형성하고 범프(212)가 연결되는 범프(212) 자리부와 함께 실링부 자리(222-1)를 노출한다. 상기 노출부는 레이저 가공 또는 화학 가공 등에 의해 식각할 수 있다.Referring to FIG. 14, a
도 15는 반도체 칩(210)이 제1배선층(222) 상에 탑재되는 단계를 도시한다. 이 때 제1반도체 칩(210)은 활성면의 신호패드(211) 상에 범프(212)가 부착되고, 활성면 상에 실링부(213)가 부착된 상태일 수 있다. 범프(212)와 제1배선층(222), 실링부(213)와 실링부 자리(222-1) 사이의 연결은 도전성 접착물질(212-1, 213-1)을 이용할 수 있다. 범프(212)와 제1배선층(222) 사이에는 전기적 연결이 필수적이므로 도전성 물질(212-1)을 이용하여 접착하여야 한다. 실링부(213)가 금속성 재질을 갖는 경우, 금속성을 갖는 실링부 자리(222-1)와 접착을 용이하게 하기 위하여 실링부(213)와 실링부 자리(222-1) 사이에도 도전성 물질(213-1)을 이용하여 접착할 수 있다.Fig. 15 shows a step in which the
도 14에는 실링부(213)가 반도체 칩(210)의 활성면에 위치하는 것을 도시하였지만, 이와 달리 반도체 칩(210)의 측면에 위치하여 실링부 자리(222-1)와 결합하거나 반도체 칩(210)의 상부에서 반도체 칩(210)을 내부에 포함하도록 감싸면서 실링부 자리(222-1)와 결합하는 것을 포함한다. 또한, 실링부 자리(222-1)가 아닌 주절연층(221)과 결합하는 것을 포함한다.14 shows that the sealing
도 16은 봉지재(230)를 이용하여 배선부(220)와 반도체 칩(210)을 몰딩하여 일체화하는 단계를 도시한다. 봉지재(230)는 절연물을 포함할 수 있고, 예를 들어 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy mold compound, EMC)를 포함할 수 있다. 이 때, 실링부(213)에 의해 반도체 칩(210)과 배선부(220)의 사이의 간격(230-1)에는 봉지재(230)가 충진되지 않는다. 따라서 작은 간격에 충진되는 봉지재(230)를 선택할 필요가 없어서 봉지재(230)의 선택의 폭이 넓어지게 되며, 반도체 칩(210)의 활성부와 범프(212) 등이 봉지재(230)에 의해 손상 또는 간섭받는 것을 방지할 수 있게 된다.16 shows a step of molding the
도면에는 도시되지 않았지만, 봉지재(230)를 연마하는 과정을 포함할 수 있다. 봉지재(230)의 제거 공정은 연마, 에치백, 또는 기계적 화학적 연마(Chemical mechanical polishing, CMP)를 이용하여 수행될 수 있다. 이 때, 반도체 칩(210)의 상면이 노출될 수 있으며, 반도체 칩(210)의 상면을 함께 연마하여 반도체 패키지(200)의 두께를 얇게 할 수 있다.Although not shown in the drawing, the sealing
도 17은 베이스(300)를 제거하고 제2배선층(223)의 일부를 노출하는 단계를 도시한다. 베이스(300)는 접착층(310)에 의해 접착되어 있기 때문에 손쉽게 제거가 가능하다.Fig. 17 shows a step of removing the
도 18은 외부 연결단자(240)를 형성하는 단계를 도시한다. 외부 연결단자(240)는 제2배선층(223)과 연결될 수 있다. 이 때 제2배선층(223)이 생략되는 경우에는 제1배선층(222)과 직접 연결되는 것이 가능하다. 도 18에는 외부 연결단자(240)의 일 예로 솔더볼을 나타내었지만 솔더범프 등을 포함한다.
18 shows the step of forming the
도 19는 본 발명의 제6실시예에 따른 반도체 패키지(401) 적층구조를 나타내는 단면도이다.19 is a cross-sectional view showing a laminated structure of the
제6실시예에 따른 반도체 패키지(401)는 POP(Package on Package)를 가능하게 하기 위해 반도체 패키지(401)를 수직으로 관통하는 도전성 포스트(250)를 포함한다. 도전성 포스트(250)는 배선부(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 19에는 제2배선층(223)과 도전성 포스트(250)이 연결되는 것을 도시하였지만 제1배선층(222)에 연결되는 경우를 포함한다. 도전성 포스트(250)는 도전물을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 또한, 도전성 포스트(250)는 TSV(through silicon via)와 같은 관통 전극일 수 있다.The
도전성 포스트(250)는 봉지재(230)에 비아홀(251)을 형성하고 그 내부에 도전성 물질을 충진하는 방법으로 형성될 수 있으며, 또는 제2배선층(223)에 도전성 포스트(250)를 형성한 후 봉지재(230)를 이용하여 몰딩하고, 다른 반도체 패키지(400)의 외부 연결단자(440)가 접속할 수 있도록 도전성 포스트(250)의 일단(252)을 노출하는 공정에 의해 형성할 수도 있다. 이 때, 도전성 포스트(250)의 일단(252)에는 다른 반도체 패키지(400)의 외부 연결단자(440)가 접속하기 용이하도록 패드(253)가 부착될 수 있다.The
상부 반도체 패키지(400)와 하부 반도체 패키지(401) 사이의 전기적 신호 전달 경로를 상세히 설명하도록 한다. 상부 반도체 패키지(400)의 반도체 칩(410)에서 전달되는 신호는 배선층(422,423)을 거쳐 외부 연결단자(440)에 연결된다. 외부 연결단자(440)는 하부 반도체 패키지(401)의 도전성 포스트(250)의 일단(252) 또는 일단(252)에 연결되는 패드(253)에 적층되어 전기적으로 연결된다. 도전성 포스트(250)를 따라 전달되는 신호는 배선층(222, 223)을 따라 반도체 칩(210)에 전달되거나 외부 연결단자(240)를 통해 다른 반도체 패키지(미도시) 또는 기판(미도시)에 연결될 수 있다. 이와 반대로 하부 반도체 패키지(401)에서 상부 반도체 패키지(400)로 신호가 전달되는 과정은 위 순서의 역순이다.The electrical signal transmission path between the
도 19에는 하측에 위치하는 반도체 패키지(401)에만 도전성 포스트(250)가 형성되는 것을 도시하였지만, 상측에 위치하는 반도체 패키지(400)에도 도전성 포스트가 형성되는 겨우 3단 이상의 POP가 가능하다.Although FIG. 19 shows that the
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, You will understand. Accordingly, the true scope of the invention should be determined only by the appended claims.
100, 101: 반도체 패키지, 110: 제1반도체 칩,
111: 제1신호패드, 120: 제1배선부,
121: 제1주절연층, 122: 제1배선층,
123: 제1보조절연층, 130: 도전성 포스트,
131: 제1단부, 132: 제2단부,
140: 제2반도체 칩, 141: 제2신호패드,
142: 범프, 143: 실링부,
150: 봉지재, 160: 제2배선부,
161: 제2배선층, 162: 제2절연층,
170: 외부 연결단자, 180: 배선부,
181: 주절연층, 182: 제1배선층,
183: 제2배선층, 184: 제1보조절연층,
185: 제2보조절연층, 190: 제3배선부,
191: 제3배선층, 192: 제3절연층,
200: 반도체 패키지, 210: 반도체 칩,
211: 신호패드, 212: 범프,
213: 실링부, 220: 배선부,
221: 주절연층, 222: 제1배선층,
223: 제2배선층, 224: 제1보조절연층,
225: 제2보조절연층, 230: 봉지재,
240: 외부 연결단자, 250: 도전성 포스트,
251: 비아홀, 252: 패드,
300: 베이스, 310: 접착층,
400: 반도체 패키지, 410: 반도체 칩,
422, 제1배선층, 423: 제2배선층,
440: 외부 연결단자100, 101: semiconductor package, 110: first semiconductor chip,
111: first signal pad, 120: first wiring portion,
121: a first main conductive layer, 122: a first wiring layer,
123: first auxiliary insulating layer, 130: conductive post,
131: first end, 132: second end,
140: second semiconductor chip, 141: second signal pad,
142: bump, 143: sealing part,
150: sealing material, 160: second wiring portion,
161: second wiring layer, 162: second insulating layer,
170: external connection terminal, 180: wiring portion,
181: casting layer, 182: first wiring layer,
183: second wiring layer, 184: first auxiliary insulating layer,
185: second auxiliary insulating layer, 190: third wiring portion,
191: third wiring layer, 192: third insulating layer,
200: semiconductor package, 210: semiconductor chip,
211: signal pad, 212: bump,
213: sealing part, 220: wiring part,
221: casting layer, 222: first wiring layer,
223: second wiring layer, 224: first auxiliary insulating layer,
225: second auxiliary insulating layer, 230: sealing material,
240: external connection terminal, 250: conductive post,
251: via hole, 252: pad,
300: base, 310: adhesive layer,
400: semiconductor package, 410: semiconductor chip,
422, a first wiring layer, 423: a second wiring layer,
440: External connection terminal
Claims (26)
제1반도체 칩;
상기 제1반도체 칩보다 너비가 작고, 상기 제1반도체 칩과 범프를 매개로 전기적으로 연결되는 제2반도체 칩;
상기 제1반도체 칩과 전기적으로 연결되고 상기 제1반도체 칩의 전기적 신호를 수직 방향으로 전달하는 도전성 포스트;
상기 제1반도체 칩 상에 상기 제2반도체 칩과 상기 도전성 포스트를 몰딩하는 봉지재;
상기 도전성 포스트와 전기적으로 연결되는 외부 연결단자; 및
상기 범프를 상기 봉지재로부터 밀봉하는 실링부;를 포함하고,
상기 범프는 상기 제1반도체 칩과 상기 제2반도체 칩 사이에 마련되고,
상기 실링부는 상기 제1반도체 칩과 상기 제2반도체 칩 사이에 상기 봉지재에 의해 충진되지 않는 실링공간을 형성하고, 상기 범프는 상기 실링공간에 위치하는,
반도체 패키지.A semiconductor package in which a first semiconductor chip and a second semiconductor chip are stacked in a vertical direction,
A first semiconductor chip;
A second semiconductor chip having a width smaller than that of the first semiconductor chip and electrically connected to the first semiconductor chip via a bump;
A conductive post electrically connected to the first semiconductor chip and transmitting an electrical signal of the first semiconductor chip in a vertical direction;
An encapsulant for molding the second semiconductor chip and the conductive posts on the first semiconductor chip;
An external connection terminal electrically connected to the conductive posts; And
And a sealing portion sealing the bump from the sealing material,
Wherein the bump is provided between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip,
Wherein the sealing portion forms a sealing space between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip that is not filled by the sealing material, and the bump is located in the sealing space,
Semiconductor package.
상기 제1반도체 칩은 제1신호패드를, 상기 제2반도체 칩은 제2신호패드를 포함하고,
상기 제1신호패드 또는 상기 제2신호패드 중 어느 하나 이상에 전기적으로 연결되는 제1배선부를 더 포함하는,
반도체 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the first semiconductor chip comprises a first signal pad and the second semiconductor chip comprises a second signal pad,
Further comprising a first wiring part electrically connected to at least one of the first signal pad and the second signal pad,
Semiconductor package.
상기 제1배선부는 상기 도전성 포스트와 전기적으로 연결되는 반도체 패키지.3. The method of claim 2,
And the first wiring portion is electrically connected to the conductive posts.
상기 도전성 포스트는 상기 제2반도체 칩의 주위에 위치하는 반도체 패키지.The method according to claim 1,
And the conductive posts are located around the second semiconductor chip.
상기 실링부는 상기 범프와 이격되어 위치하는 반도체 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the sealing portion is spaced apart from the bump.
상기 범프와 상기 실링부는 상기 제2반도체 칩의 활성영역이 형성되는 활성면에 위치하는 반도체 패키지.6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the bump and the sealing portion are located on the active surface on which the active region of the second semiconductor chip is formed.
상기 제1배선부는,
상기 제1신호패드를 노출하면서 상기 제1반도체 칩 상에 마련되는 제1절연층; 및
상기 제1신호패드와 전기적으로 연결되는 제1배선층;을 포함하고,
상기 실링부는 상기 제1배선층에 부착되는 반도체 패키지.3. The method of claim 2,
Wherein the first wiring portion comprises:
A first insulating layer provided on the first semiconductor chip while exposing the first signal pad; And
And a first wiring layer electrically connected to the first signal pad,
And the sealing portion is attached to the first wiring layer.
상기 제1절연층은,
상기 제1신호패드를 노출하면서 상기 제1반도체 칩 상에 마련되는 제1주절연층; 및
상기 제1배선층의 일부를 노출하면서 상기 제1주절연층 상에 마련되는 제1보조절연층;을 포함하고,
상기 제1배선층은 상기 제1주절연층과 상기 제1보조절연층 사이에 개재되는,
반도체 패키지.8. The method of claim 7,
Wherein the first insulating layer
A first main conductive layer provided on the first semiconductor chip while exposing the first signal pad; And
And a first auxiliary insulating layer provided on the first main split layer while exposing a part of the first wiring layer,
Wherein the first wiring layer is interposed between the first auxiliary smoothing layer and the first auxiliary insulation layer,
Semiconductor package.
상기 제1배선부는,
상기 제1신호패드를 노출하면서 상기 제1반도체 칩 상에 마련되는 제1절연층;
상기 제1신호패드와 전기적으로 연결되는 제1배선층; 및
일단은 상기 제1배선층에, 타단은 상기 범프에 연결되어 상기 제1배선층과 상기 제2신호패드 사이에 전기적 신호를 매개하는 제2배선층;을 포함하는,
반도체 패키지.3. The method of claim 2,
Wherein the first wiring portion comprises:
A first insulating layer provided on the first semiconductor chip while exposing the first signal pad;
A first wiring layer electrically connected to the first signal pad; And
And a second wiring layer, one end of which is connected to the first wiring layer and the other end is connected to the bump to mediate an electrical signal between the first wiring layer and the second signal pad.
Semiconductor package.
상기 제1배선층의 일부를 노출하면서 상기 제1절연층 상에 마련되는 제1보조절연층; 및
상기 제1배선층 또는 상기 제2배선층의 일부를 노출하면서 상기 제1보조절연층 상에 마련되는 제2보조절연층을 더 포함하고,
상기 제1배선층은 상기 제1절연층과 상기 제1보조절연층 사이에 개재되고,
상기 제2배선층은 상기 제1보조절연층과 상기 제2보조절연층 사이에 개재되는,
반도체 패키지.10. The method of claim 9,
A first auxiliary insulating layer provided on the first insulating layer while exposing a part of the first wiring layer; And
And a second auxiliary insulating layer provided on the first auxiliary insulating layer while exposing a part of the first wiring layer or the second wiring layer,
Wherein the first wiring layer is sandwiched between the first insulating layer and the first auxiliary insulating layer,
Wherein the second wiring layer is interposed between the first auxiliary insulating layer and the second auxiliary insulating layer,
Semiconductor package.
일단이 상기 제2반도체 칩에 연결되는 실링부의 타단이 부착되는 실링부 자리를 더 포함하고,
상기 실링부 자리는 상기 배선층과 이격되는,
반도체 패키지.10. The method according to claim 7 or 9,
Further comprising a sealing part seat to which the other end of the sealing part, one end of which is connected to the second semiconductor chip,
Wherein the sealing portion is spaced apart from the wiring layer,
Semiconductor package.
상기 도전성 포스트와 상기 외부 연결단자 사이에 마련되며, 상기 도전성 포스트와 상기 외부 연결단자 사이의 전기적 신호를 매개하는 제3배선부를 더 포함하는 반도체 패키지.The method according to claim 1,
And a third wiring portion provided between the conductive posts and the external connection terminals and mediating an electrical signal between the conductive posts and the external connection terminals.
상기 제3배선부는,
상기 도전성 포스트와 전기적으로 연결되는 제3배선층; 및
상기 제3배선층의 일부를 노출하면서 상기 봉지재 상에 마련되는 제3절연층;을 포함하는 반도체 패키지.13. The method of claim 12,
The third wiring portion includes:
A third wiring layer electrically connected to the conductive posts; And
And a third insulating layer provided on the sealing material while exposing a part of the third wiring layer.
상기 신호패드와 연결되는 범프;
상기 범프를 매개하여 상기 반도체 칩과 전기적으로 연결되는 배선부;
상기 배선부 상에 상기 반도체 칩을 몰딩하는 봉지재;
상기 배선부와 전기적으로 연결되는 외부 연결단자; 및
상기 범프를 상기 봉지재로부터 밀봉하는 실링부;를 포함하고,
상기 실링부는 상기 반도체 칩과 상기 배선부 사이에 상기 봉지재에 의해 충진되지 않는 실링공간을 형성하고, 상기 범프는 상기 실링공간에 위치하는,
반도체 패키지.A semiconductor chip having a signal pad;
A bump connected to the signal pad;
A wiring part electrically connected to the semiconductor chip via the bumps;
A sealing member for molding the semiconductor chip on the wiring portion;
An external connection terminal electrically connected to the wiring portion; And
And a sealing portion sealing the bump from the sealing material,
Wherein the sealing portion forms a sealing space between the semiconductor chip and the wiring portion that is not filled with the sealing material, and the bump is located in the sealing space,
Semiconductor package.
상기 실링부는 상기 범프와 이격되어 위치하는 반도체 패키지.15. The method of claim 14,
Wherein the sealing portion is spaced apart from the bump.
상기 범프와 상기 실링부는 상기 반도체 칩의 활성영역이 형성되는 활성면에 위치하는 반도체 패키지.15. The method of claim 14,
Wherein the bump and the sealing portion are located on an active surface on which an active region of the semiconductor chip is formed.
상기 배선부는,
상기 범프와 전기적으로 연결되는 배선층;
상기 배선층이 상기 범프와 연결되는 부분을 노출하면서 상기 봉지재와 상기 배선층 사이에 개재되는 주절연층; 및
상기 배선층이 상기 외부 연결단자와 연결되는 부분을 노출하면서 상기 주절연층 상에 마련되는 보조절연층;을 포함하고,
일단이 상기 반도체 칩에 연결되는 실링부의 타단이 부착되는 실링부 자리를 더 포함하며,
상기 실링부 자리는 상기 배선층과 이격되는 반도체 패키지.15. The method of claim 14,
Wherein,
A wiring layer electrically connected to the bumps;
A bipolar junction layer interposed between the sealing material and the wiring layer while exposing a portion of the wiring layer connected to the bump; And
And an auxiliary insulating layer provided on the main fracture layer while exposing a portion where the wiring layer is connected to the external connection terminal,
Further comprising a sealing part seat to which the other end of the sealing part, one end of which is connected to the semiconductor chip,
And the sealing portion is spaced apart from the wiring layer.
상기 배선층은,
상기 범프와 전기적으로 연결되는 제1배선층; 및
일단은 상기 제1배선층과 연결되고 타단은 상기 외부 연결단자와 연결되는 제2배선층;을 포함하는,
반도체 패키지.18. The method of claim 17,
Wherein,
A first wiring layer electrically connected to the bumps; And
And a second wiring layer having one end connected to the first wiring layer and the other end connected to the external connection terminal,
Semiconductor package.
상기 배선부와 전기적으로 연결되며 상기 봉지재를 수직으로 관통하는 도전성 포스트를 더 포함하는 반도체 패키지.15. The method of claim 14,
And a conductive post electrically connected to the wiring portion and vertically penetrating the sealing material.
상기 도전성 포스트는 상기 반도체 칩의 주위에 위치하는 반도체 패키지.20. The method of claim 19,
And the conductive posts are located around the semiconductor chip.
상기 제1배선층에 수직 방향으로 도전성 포스트를 연결하고, 상기 제1배선층에 연결되도록 제2반도체 칩을 탑재하고;
상기 제1반도체 칩 상에 위치하는 상기 도전성 포스트와 상기 제2반도체 칩을 봉지재로 몰딩하고;
상기 도전성 포스트에 연결되는 제2배선층과 함께 제2절연층을 형성하며; 및
상기 제2배선층에 연결되는 외부 연결단자를 부착하는 과정;을 포함하고,
상기 제2반도체 칩을 상기 제1배선층에 연결되도록 탑재하는 방법은, 상기 제2반도체 칩의 제2신호패드에 부착되는 범프를 상기 제1배선층에 연결하고, 상기 범프를 둘러싸면서 밀봉하는 실링부를 상기 제1 반도체칩, 상기 제1배선층, 또는 상기 제1 절연층 중 어느 하나 이상에 연결하는 것을 포함하며,
상기 봉지재로 몰딩하는 단계에서, 상기 실링부의 내부는 상기 실링부에 의해 상기 봉지재로 충진되지 않는,
반도체 패키지 제조방법.Forming a first insulating layer together with a first wiring layer connected to a first signal pad of the first semiconductor chip;
Connecting a conductive post in a direction perpendicular to the first wiring layer and mounting a second semiconductor chip to be connected to the first wiring layer;
Molding the conductive posts and the second semiconductor chip on the first semiconductor chip into an encapsulant;
Forming a second insulating layer together with a second wiring layer connected to the conductive posts; And
And attaching an external connection terminal connected to the second wiring layer,
A method of mounting the second semiconductor chip so as to be connected to the first wiring layer includes connecting a bump attached to a second signal pad of the second semiconductor chip to the first wiring layer and sealing a sealing portion surrounding the bump And connecting the second semiconductor chip to the first semiconductor chip, the first wiring layer, or the first insulating layer,
In the step of molding with the sealing material, the inside of the sealing part is not filled with the sealing material by the sealing part,
A method of manufacturing a semiconductor package.
상기 제1배선층과 상기 제1절연층을 형성하는 과정은,
상기 제1신호패드가 노출되도록 제1주절연층을 마련하고,
상기 제1신호패드와 상기 범프를 연결할 수 있도록 제1배선층이 마련되며,
상기 제1주절연층 상에 상기 제1배선층과 상기 도전성 포스트가 접촉하는 부분, 및 상기 제1배선층과 상기 범프가 접촉하는 부분을 노출하도록 제1보조절연층을 마련하는,
반도체 패키지 제조방법.22. The method of claim 21,
The forming of the first wiring layer and the first insulating layer may include:
A first main conductive layer is provided to expose the first signal pad,
A first wiring layer is provided to connect the first signal pad and the bump,
A first auxiliary insulating layer is provided on the first main split layer to expose a portion where the first wiring layer and the conductive post are in contact with each other and a portion where the first wiring layer and the bump contact with each other,
A method of manufacturing a semiconductor package.
상기 제2반도체 칩을 상기 제1배선층에 연결되도록 탑재하는 방법은,
상기 제2반도체 칩의 활성면 상에 마련되는 상기 제2신호패드에 상기 범프를 부착하고,
상기 범프와 이격되며 상기 범프를 둘러싸면서 밀봉하는 실링부를 상기 제2반도체 칩의 활성면 상에 부착하며,
상기 범프와 상기 실링부를 동시에 상기 제1배선층 상에 부착하는 과정을 포함하는,
반도체 패키지 제조방법.22. The method of claim 21,
And the second semiconductor chip is connected to the first wiring layer,
Attaching the bumps to the second signal pad provided on the active surface of the second semiconductor chip,
A sealing portion spaced apart from the bump and encapsulating and sealing the bump is attached on the active surface of the second semiconductor chip,
And attaching the bump and the sealing portion simultaneously on the first wiring layer.
A method of manufacturing a semiconductor package.
상기 배선층에 연결되도록 반도체 칩을 탑재하고;
상기 절연층 상에 위치하는 상기 반도체 칩을 봉지재로 몰딩하고;
상기 베이스를 제거하며;
상기 배선층의 일부를 노출하여 외부 연결단자를 부착하는 과정;을 포함하고,
상기 반도체 칩을 상기 배선층에 연결되도록 탑재하는 방법은, 상기 반도체 칩의 신호패드에 부착되는 범프를 상기 배선층에 연결하고, 상기 범프를 둘러싸면서 밀봉하는 실링부를 상기 배선층 또는 상기 절연층 중 어느 하나 이상에 연결하는 것을 포함하며,
상기 봉지재로 몰딩하는 단계에서, 상기 실링부의 내부는 상기 실링부에 의해 상기 봉지재로 충진되지 않는,
반도체 패키지 제조방법.Forming an insulating layer on the base together with the wiring layer;
Mounting a semiconductor chip to be connected to the wiring layer;
Molding the semiconductor chip located on the insulating layer with an encapsulating material;
Removing the base;
And exposing a part of the wiring layer to attach an external connection terminal,
A method of mounting the semiconductor chip so as to be connected to the wiring layer includes connecting a bump attached to a signal pad of the semiconductor chip to the wiring layer and sealing the sealing portion to surround the bump with the wiring layer or the insulating layer Lt; / RTI >
In the step of molding with the sealing material, the inside of the sealing part is not filled with the sealing material by the sealing part,
A method of manufacturing a semiconductor package.
상기 배선층과 상기 절연층을 형성하는 과정은,
상기 베이스 상에 제2보조절연층을 마련하고,
상기 제2보조절연층 상에 제2배선층을 형성하고,
사기 제2배선층의 일부를 노출하도록 상기 제2보조절연층 상에 제1보조절연층을 마련하고,
상기 제1보조절연층 상에 상기 제2배선층과 접촉하도록 제1배선층을 마련하며,
상기 제1배선층의 일부를 노출하도록 상기 주절연층을 마련하는,
반도체 패키지 제조방법.25. The method of claim 24,
Wherein the step of forming the wiring layer and the insulating layer comprises:
A second auxiliary insulating layer is provided on the base,
Forming a second wiring layer on the second auxiliary insulating layer,
A first auxiliary insulating layer is provided on the second auxiliary insulating layer so as to expose a part of the second wiring layer,
A first wiring layer is provided on the first auxiliary insulating layer so as to be in contact with the second wiring layer,
Wherein the first and second wiring layers are formed on the first wiring layer,
A method of manufacturing a semiconductor package.
상기 반도체 칩을 상기 배선층에 연결되도록 탑재하는 방법은,
상기 반도체 칩의 활성면 상에 마련되는 상기 신호패드에 상기 범프를 부착하고,
상기 범프와 이격되며 상기 범프를 둘러싸면서 밀봉하는 실링부를 상기 반도체 칩의 활성면 상에 부착하며,
상기 범프와 상기 실링부를 동시에 상기 배선층 상에 부착하는 과정을 포함하는,
반도체 패키지 제조방법.25. The method of claim 24,
The method of mounting the semiconductor chip so as to be connected to the wiring layer,
Attaching the bumps to the signal pad provided on the active surface of the semiconductor chip,
A sealing portion spaced apart from the bump and encapsulating the bump, the sealing portion being mounted on the active surface of the semiconductor chip,
And attaching the bump and the sealing portion on the wiring layer at the same time,
A method of manufacturing a semiconductor package.
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