KR20160132053A - Semiconductor device and method comprising thickened redistribution layers - Google Patents
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Abstract
반도체 패키지를 제조하는 방법은, 복수의 반도체 다이의 활성 표면 위에 복수의 반도체 다이 상의 콘택트 패드에 전기적으로 접속되는 복수의 두꺼운 재배선 층(RDL) 트레이스를 형성하는 단계; 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 포함하는 복수의 반도체 다이를 낱개화하는 단계; 임시 캐리어 위에 낱개화된 복수의 반도체 다이를 실장하는 단계 - 복수의 반도체 다이의 활성 표면은 임시 캐리어로부터 멀어지게 배향됨 -; 복수의 반도체 다이 각각의 활성 표면 및 적어도 4개의 측면 위에, 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 위에, 그리고 임시 캐리어 위에 봉합재 재료를 배치하는 단계; 봉합재 재료에 대해 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스를 노출시키도록 봉합재 재료를 관통하는 비아를 형성하는 단계; 임시 캐리어를 제거하는 단계; 및 복수의 반도체 다이를 낱개화하는 단계를 포함할 수 있다.A method of fabricating a semiconductor package includes: forming a plurality of thick rebound line (RDL) traces electrically connected to a contact pad on a plurality of semiconductor dies on an active surface of a plurality of semiconductor dies; Singulating a plurality of semiconductor dies including a plurality of thick RDL traces; Mounting a plurality of semiconductor dies singulated over a temporary carrier, the active surface of the plurality of semiconductor dies being oriented away from the temporary carrier; Disposing the seal material over the plurality of thick RDL traces and over the temporary carrier over the active surface and at least four sides of each of the plurality of semiconductor dies; Forming vias through the seal material to expose at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces to the seal material; Removing the temporary carrier; And singulating the plurality of semiconductor dies.
Description
관련 출원의 교차 참조Cross reference of related application
본 출원은 2014년 3월 10일자로 출원되었고 발명의 명칭이 "Wafer-Level-Chip-Scale-Packages with Thick Redistribution Layer Traces"인 미국 가특허 출원 제61/950,743호의 이점을 주장하며; 그리고, 이 출원은 또한 2014년 12월 29일자로 출원되었고 발명의 명칭이 "Die Up Fully Molded Fan-Out Wafer Level Packaging"인 미국 출원 제14/584,978호의 일부 계속 출원이고, 이 출원은 2013년 9월 12일자로 출원되었고 발명의 명칭이 "Die Up Fully Molded Fan-Out Wafer Level Packaging"인 미국 출원 제14/024,928호의 계속 출원이고, 이 출원은 2012년 9월 30일자로 출원되었고 현재 특허 제8,535,978호로 등록되어 있으며 발명의 명칭이 "Die Up Fully Molded Fan-Out Wafer Level Packaging"인 미국 출원 제13/632,062호의 계속 출원이고, 이 출원은 2011년 12월 30일자로 출원되었고 현재 특허 제8,604,600호로 등록되어 있으며 발명의 명칭이 "Fully Molded Fan-Out"인 미국 출원 제13/341,654호의 일부 계속 출원이고, 2012년 7월 18일자로 출원되었고 발명의 명칭이 "Fan-Out Semiconductor Package"인 미국 가특허 출원 제61/672,860호의 출원일의 이점을 주장하며, 상기 개시물들은 이로써 그들 전체가 참고로 포함된다.This application claims the benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 950,743, filed Mar. 10, 2014, entitled " Wafer-Level-Chip-Scale-Packages with Thick Redistribution Layer Traces "; This application is also a continuation-in-part of U.S. Serial No. 14 / 584,978, filed on December 29, 2014, entitled " Die Up Fully Molded Fan-Out Wafer Level Packaging " This application is a continuation-in-part of U.S. Application No. 14 / 024,928 filed on March 12 and entitled " Die Up Fully Molded Fan-Out Wafer Level Packaging ", filed on September 30, 2012, No. 13 / 632,062, entitled " Die Up Fully Molded Fan-Out Wafer Level Packaging ", filed on December 30, 2011 and now filed as U.S. Patent No. 8,604,600 Which is a continuation of part of U.S. Application No. 13 / 341,654 entitled " Fully Molded Fan-Out ", filed on July 18, 2012 and entitled " Fan-Out Semiconductor Package " Filing of application Ser. No. 61 / 672,860 The disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety.
본 발명은 대체로 반도체 디바이스에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 두꺼운 재배선 층(redistribution layer, RDL)을 포함하는 임베디드 반도체 다이 패키지에 대한 패널식 패키징(panelized packaging)에 관한 것이다.The present invention relates generally to semiconductor devices and, more particularly, to panelized packaging for embedded semiconductor die packages including a thick redistribution layer (RDL).
반도체 디바이스는 보통 현대의 전자 제품에서 발견된다. 반도체 디바이스는 전기 컴포넌트들의 수 및 밀도 면에서 다양하다. 이산 반도체 디바이스는, 대체로, 한 가지 타입의 전기 컴포넌트, 예를 들어 발광 다이오드(LED), 소신호 트랜지스터, 저항기, 커패시터, 인덕터, 및 전력 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)를 포함한다. 집적된 반도체 디바이스는 전형적으로 수백 개 내지 수백만 개의 전기 컴포넌트를 포함한다. 집적된 반도체 디바이스의 예는 마이크로제어기, 마이크로프로세서, 전하 결합 디바이스(charged-coupled device, CCD), 태양 전지, 및 디지털 마이크로-미러 디바이스(digital micro-mirror device, DMD)를 포함한다.Semiconductor devices are usually found in modern electronics. Semiconductor devices vary in the number and density of electrical components. Discrete semiconductor devices generally include one type of electrical component, such as a light emitting diode (LED), a small signal transistor, a resistor, a capacitor, an inductor, and a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). Integrated semiconductor devices typically include hundreds to millions of electrical components. Examples of integrated semiconductor devices include microcontrollers, microprocessors, charged-coupled devices (CCD), solar cells, and digital micro-mirror devices (DMDs).
반도체 디바이스는 신호 프로세싱, 고속 계산, 전자기 신호의 송수신, 전자 디바이스의 제어, 태양광의 전기 변환, 및 텔레비전 디스플레이를 위한 시각적 투영의 생성과 같은 광범위한 기능을 수행한다. 반도체 디바이스는 엔터테인먼트, 통신, 전력 변환, 네트워크, 컴퓨터, 및 소비자 제품의 분야에서 발견된다. 반도체 디바이스는 또한 군사용 응용물, 항공기 산업, 자동차, 산업용 제어기, 및 사무용 설비에서도 발견된다.Semiconductor devices perform a wide variety of functions such as signal processing, high speed computation, sending and receiving electromagnetic signals, controlling electronic devices, converting electricity to sunlight, and creating visual projections for television display. Semiconductor devices are found in the fields of entertainment, communications, power conversion, networks, computers, and consumer products. Semiconductor devices are also found in military applications, the aircraft industry, automotive, industrial controllers, and office equipment.
반도체 디바이스는 반도체 재료의 전기적 특성을 활용한다. 반도체 재료의 원자 구조는 그의 전기 전도성이 전기장 또는 베이스 전류의 인가에 의해 또는 도핑 공정을 통해 조작되게 한다. 도핑은 반도체 디바이스의 전도성을 조작 및 제어하도록 반도체 재료에 불순물을 도입시킨다.Semiconductor devices utilize the electrical properties of semiconductor materials. The atomic structure of the semiconductor material allows its electrical conductivity to be manipulated by application of an electric field or base current or through a doping process. Doping introduces impurities into the semiconductor material to manipulate and control the conductivity of the semiconductor device.
반도체 디바이스는 능동 및 수동 전기 구조물을 포함한다. 바이폴라 및 전계 효과 트랜지스터를 비롯한 능동 구조물은 전기 전류의 흐름을 제어한다. 도핑 레벨 및 전기장 또는 베이스 전류의 인가 레벨을 변화시킴으로써, 트랜지스터는 전기 전류의 흐름을 촉진하거나 제한한다. 저항기, 커패시터, 및 인덕터를 비롯한 수동 구조물은 다양한 전기적 기능을 수행하는 데 필요한 전압과 전류 사이의 관계를 창출한다. 수동 및 능동 구조물들은 전기적으로 접속되어 회로를 형성하는데, 회로는 반도체 디바이스가 고속 계산 및 다른 유용한 기능을 수행할 수 있게 한다.Semiconductor devices include active and passive electrical structures. Active structures, including bipolar and field effect transistors, control the flow of electrical current. By varying the doping level and the application level of the electric field or base current, the transistor promotes or limits the flow of electrical current. Passive structures, including resistors, capacitors, and inductors, create the relationship between voltage and current required to perform a variety of electrical functions. The passive and active structures are electrically connected to form a circuit, which allows the semiconductor device to perform high speed calculations and other useful functions.
반도체 디바이스는, 대체로, 두 가지의 복잡한 제조 공정, 즉 프론트엔드 제조(front-end manufacturing) 및 백엔드 제조(back-end manufacturing)를 이용하여 제조되고, 각각의 공정은 잠재적으로 수백 개의 단계를 수반한다. 프론트엔드 제조는 반도체 웨이퍼의 표면 상에의 복수의 반도체 다이의 형성을 수반한다. 각각의 반도체 다이는 전형적으로 동일하며, 능동 및 수동 컴포넌트들을 전기적으로 접속시킴으로써 형성되는 회로를 포함한다. 백엔드 제조는 완성된 웨이퍼로부터 개개의 반도체 다이를 낱개화하는 것 및 다이를 패키징하여 구조적 지지 및 환경적 격리를 제공하는 것을 수반한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "반도체 다이"라는 용어는 해당 단어의 단수형 및 복수형 양측 모두를 지칭하며, 이에 따라, 단일의 반도체 디바이스 및 다수의 반도체 디바이스 양측 모두를 지칭할 수 있다.Semiconductor devices are generally fabricated using two complex manufacturing processes: front-end manufacturing and back-end manufacturing, with each process potentially involving hundreds of steps . Front end fabrication entails the formation of a plurality of semiconductor dies on the surface of a semiconductor wafer. Each semiconductor die is typically the same and includes circuitry formed by electrically connecting the active and passive components. Back-end fabrication involves singulating individual semiconductor dies from the finished wafer and packaging the die to provide structural support and environmental isolation. The term "semiconductor die" as used herein refers to both the singular and plural versions of the word, and thus may refer to both a single semiconductor device and a plurality of semiconductor devices.
반도체 제조의 한 가지 목적은 더 작은 반도체 디바이스를 제조하는 것이다. 더 작은 디바이스는 전형적으로 더 적은 전력을 소비하고, 더 높은 성능을 가지며, 더 효율적으로 제조될 수 있다. 게다가, 더 작은 반도체 디바이스는 더 작은 풋프린트(footprint)를 갖는데, 이는 더 작은 최종 제품을 위해 바람직하다. 더 작은 반도체 다이 크기는, 더 작고 밀도가 더 높은 능동 및 수동 컴포넌트들을 갖는 반도체 다이를 생성하게 되는 프론트엔드 공정에서의 개선에 의해 달성될 수 있다. 백엔드 공정은 전기적 상호접속 및 패키징 재료에서의 개선에 의해 더 작은 풋프린트를 갖는 반도체 디바이스 패키지를 생성할 수 있다.One purpose of semiconductor fabrication is to fabricate smaller semiconductor devices. Smaller devices typically consume less power, have higher performance, and can be manufactured more efficiently. In addition, smaller semiconductor devices have a smaller footprint, which is desirable for smaller final products. Smaller semiconductor die sizes may be achieved by improvements in the front end process that result in semiconductor die with smaller and denser active and passive components. The back-end process can create a semiconductor device package with a smaller footprint by improving electrical interconnect and packaging materials.
패키징된 반도체 디바이스를 더 효율적으로 제조하는 백엔드 프로세싱에 대한 한 가지 접근은 다수의 반도체 다이가 패널 내에 형성되고 재구성된 웨이퍼 또는 패널의 레벨에서 동시에 프로세싱되는 패널식 패키징의 이용이다. 패널식 패키징은 백엔드 제조 시에 임베디드 다이 패키지를 형성하는 데 이용될 수 있다. 반도체 다이를 패키징하는 데 이용되는 패널식 패키징의 한 가지 형태는 FOWLP이다. FOWLP는 다수의 반도체 다이를 "페이스-다운(facedown)"으로 배치하는 것 또는 반도체 다이의 활성 표면이 임시 테이프 캐리어와 같은 임시 캐리어 또는 기판을 향해 배향되는 상태로 배치하는 것을 수반한다. 반도체 다이 및 기판 또는 캐리어는, 예를 들어 압축 성형 공정을 이용하여, 에폭시 성형 화합물과 같은 봉합재(encapsulant)로 과성형(overmold)된다. 성형 후, 재구성된 웨이퍼로서 함께 형성된 다수의 반도체 다이의 활성 표면을 노출시키도록 캐리어 테이프가 제거된다. 후속으로, 전형적으로 재배선 층(RDL)을 포함하는 WLCSP(wafer level chip scale package) 빌드업 상호접속 구조물이 재구성된 웨이퍼 또는 패널의 상부에 형성된다. 이어서, 전도성 범프가 재구성된 웨이퍼에 부착되는 BGA(ball grid array)로서 빌드업 상호접속 구조물 위에 형성된다. BAG의 형성 후, 재구성된 웨이퍼는 개개의 반도체 디바이스 또는 패키지를 형성하도록 낱개화된다.One approach to backend processing to more efficiently manufacture packaged semiconductor devices is the use of panel-type packaging where a plurality of semiconductor dies are formed in the panel and processed simultaneously at the level of the reconstructed wafer or panel. Panel-type packaging can be used to form an embedded die package in backend manufacturing. One type of panel-type packaging used to package semiconductor die is FOWLP. FOWLP involves placing a plurality of semiconductor die "facedown" or placing the active surface of the semiconductor die in a state oriented toward a temporary carrier or substrate such as a temporary tape carrier. The semiconductor die and the substrate or carrier are overmolded into encapsulants, such as epoxy molding compounds, for example, using a compression molding process. After molding, the carrier tape is removed to expose the active surfaces of the plurality of semiconductor die formed together as the reconstituted wafer. Subsequently, a wafer level chip scale package (WLCSP) build-up interconnect structure, typically comprising a redistribution layer (RDL), is formed on top of the reconstituted wafer or panel. A conductive bump is then formed over the build-up interconnect structure as a ball grid array (BGA) attached to the reconstituted wafer. After formation of the BAG, the reconstituted wafers are singulated to form individual semiconductor devices or packages.
이에 따라, 일 태양에서, 본 발명은 복수의 반도체 다이의 활성 표면 위에 복수의 반도체 다이 상의 콘택트 패드에 전기적으로 접속되는 복수의 두꺼운 재배선 층(RDL) 트레이스를 형성하는 단계를 포함할 수 있는 반도체 패키지 제조 방법일 수 있다. 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 포함하는 복수의 반도체 다이는 낱개화될 수 있다. 낱개화된 복수의 반도체 다이는 임시 캐리어 위에 실장될 수 있는데, 이때 복수의 반도체 다이의 활성 표면은 임시 캐리어로부터 멀어지게 배향된다. 봉합재 재료는 복수의 반도체 다이 각각의 활성 표면 및 적어도 4개의 측면 위에, 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 위에, 그리고 임시 캐리어 위에 배치될 수 있다. 봉합재 재료를 관통하는 비아가 봉합재 재료에 대해 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스를 노출시키도록 형성될 수 있다. 임시 캐리어는 제거될 수 있고, 복수의 반도체 다이는 낱개화될 수 있다.Thus, in one aspect, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device comprising a step of forming a plurality of thick rewiring layer (RDL) traces electrically connected to contact pads on a plurality of semiconductor dies on an active surface of a plurality of semiconductor dies, Package manufacturing method. A plurality of semiconductor dies including a plurality of thick RDL traces may be singulated. A plurality of singulated semiconductor dies may be mounted on a temporary carrier, wherein the active surface of the plurality of semiconductor dies is oriented away from the temporary carrier. The seal material may be disposed over a plurality of thick RDL traces, and on a temporary carrier, over the active surface and at least four sides of each of the plurality of semiconductor dies. Vias through the seal material can be formed to expose at least one thick RDL trace of a plurality of thick RDL traces relative to the seal material. The temporary carrier may be removed, and the plurality of semiconductor dies may be singulated.
반도체 디바이스 제조 방법은 5마이크로미터 초과의 두께 또는 높이를 포함하는 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계, 및 레이저 어블레이션(laser ablation)을 이용하여 봉합재 재료를 관통하는 비아를 형성하는 단계 - 봉합재 재료는 광이미징불가(non-photoimagable) 재료임 - 를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 복수의 반도체 다이 각각에 대한 팬-인(fan-in) 구조물로서 그들의 각자의 반도체 다이 각각의 풋프린트 내에 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 적어도 하나의 두꺼운 트레이스에 커플링되는 전기적 상호접속부를 형성하는 단계 - 전기적 상호접속부는 반도체 패키지의 외부로 연장됨 -, 및 전기 접속부를 UBM(under bump metallization) 패드, LGA(land grid array) 패드, QFN(quad-flat non-leads) 패드, 또는 범프로서 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 전기적 상호접속부를 복수의 두꺼운 RDL 트레이스에 직접적으로 부착시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 활성 표면에 반대편인 복수의 반도체 다이의 배면 상에 배면 에폭시 코팅 또는 유전체 필름을 형성하는 단계를 또한 포함할 수 있다.A method of fabricating a semiconductor device includes forming a plurality of thick RDL traces comprising a thickness or height greater than 5 micrometers and forming vias through the seal material using laser ablation, The re-material may be a non-photoimagable material. The method may further include forming a plurality of thick RDL traces in the footprint of each of their respective semiconductor die as a fan-in structure for each of the plurality of semiconductor dies. The method includes forming an electrical interconnect that is coupled to at least one thick trace, the electrical interconnect extending out of the semiconductor package, and connecting the electrical interconnect to an under bump metallization (UBM) pad, a land grid array (LGA) Pad, a quad-flat non-leads (QFN) pad, or a bump. The method may further include the step of directly attaching the electrical interconnect to a plurality of thick RDL traces. The method may also include forming a backside epoxy coating or dielectric film on the backside of the plurality of semiconductor die opposite the active surface.
다른 태양에서, 본 발명은 반도체 다이의 활성 표면 위에 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계 - 복수의 두꺼운 RDL 트레이스는 반도체 다이의 활성 표면 상의 콘택트 패드에 접속됨 - 를 포함하는 반도체 패키지 제조 방법일 수 있다. 봉합재 재료가 반도체 다이의 활성 표면 및 적어도 4개의 측면 위에 그리고 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 위에 배치될 수 있다. 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스가 봉합재 재료에 대해 노출될 수 있다. 전기적 상호접속부가 형성될 수 있고, 적어도 하나의 두꺼운 트레이스에 커플링될 수 있다.In another aspect, the present invention is a method of manufacturing a semiconductor package comprising forming a plurality of thick RDL traces on an active surface of a semiconductor die, wherein the plurality of thick RDL traces are connected to contact pads on the active surface of the semiconductor die have. The seal material may be disposed over the active surface and at least four sides of the semiconductor die and over a plurality of thick RDL traces. At least one thick RDL trace of a plurality of thick RDL traces may be exposed to the seal material. Electrical interconnects may be formed and coupled to at least one thick trace.
반도체 디바이스 제조 방법은 5마이크로미터 초과의 두께 또는 높이를 포함하는 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계, 및 봉합재 재료에 대해 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스를 노출시키도록 레이저 어블레이션을 이용하여 봉합재 재료를 관통하는 비아를 형성하는 단계 - 봉합재 재료는 광이미징불가 재료임 - 를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 두꺼운 RDL 트레이스의 높이가 두꺼운 RDL 트레이스의 최소 폭보다 더 크도록 20마이크로미터 초과의 두께 또는 높이를 포함하는 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계, 및 봉합재 재료에 대해 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스를 그라인딩에 의해 노출시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 각자의 반도체 다이 각각의 풋프린트 내에 복수의 반도체 다이 각각에 대한 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 적어도 하나의 두꺼운 트레이스에 커플링되는 전기적 상호접속부를 형성하는 단계 - 전기적 상호접속부는 반도체 패키지의 외부로 연장됨 -, 및 전기 접속부를 UBM 패드, LGA 패드, QFN 패드, 또는 범프로서 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 두꺼운 RDL 트레이스와 전기적 상호접속부 사이에 배치되는 팬-아웃 빌드업 상호접속 구조물을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 활성 표면에 반대편인 복수의 반도체 다이의 배면 상에 배면 에폭시 코팅 또는 유전체 필름을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 단일 단계에서 반도체 다이의 활성 표면 및 적어도 4개의 측면 위에 그리고 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 위에 봉합재 재료를 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 반도체 다이의 활성 표면 위에 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계 - 반도체 다이는 네이티브 반도체 웨이퍼의 일부임 -; 및 네이티브 웨이퍼로부터 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 다이를 낱개화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.A method of fabricating a semiconductor device includes forming a plurality of thick RDL traces comprising a thickness or height of greater than 5 micrometers and forming a plurality of thick RDL traces on the plurality of thick RDL traces, Forming a via through the seal material using a sealant, wherein the sealant material is a non-photoimageable material. The method includes forming a plurality of thick RDL traces comprising a thickness or height greater than 20 micrometers so that the height of the thick RDL traces is greater than the minimum width of the thick RDL traces and forming a plurality of thick RDL traces Exposing at least one thick RDL trace of the trace by grinding. The method may further comprise forming a plurality of thick RDL traces for each of the plurality of semiconductor dies in a respective footprint of the respective semiconductor die. The method includes forming an electrical interconnect that is coupled to at least one thick trace, wherein the electrical interconnect extends out of the semiconductor package, and forming the electrical interconnect as a UBM pad, an LGA pad, a QFN pad, or a bump Step < / RTI > The method may further comprise forming a fan-out build-up interconnect structure disposed between the thick RDL trace and the electrical interconnect. The method may further comprise forming a backside epoxy coating or dielectric film on the backside of the plurality of semiconductor die opposite the active surface. The method may further include placing the seal material over the active surface and at least four sides of the semiconductor die in a single step and over a plurality of thick RDL traces. The method includes forming a plurality of thick RDL traces on an active surface of a semiconductor die, the semiconductor die being part of a native semiconductor wafer; And isolating a semiconductor die comprising a plurality of thick RDL traces from the native wafer.
다른 태양에서, 본 발명은 반도체 다이의 활성 표면 위에 배치되고 반도체 다이의 풋프린트 내에 배치되는 복수의 두꺼운 RDL 트레이스; 활성 표면 위에, 반도체 다이의 적어도 4개의 측면 위에, 그리고 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 위에 배치되는 봉합재 재료; 및 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스의 일부분에 커플링되는 전도성 상호접속부 - 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스의 일부분은 봉합재 재료에 대해 노출됨 - 를 포함할 수 있는 반도체 패키지일 수 있다.In another aspect, the present invention provides a lithographic apparatus comprising: a plurality of thick RDL traces disposed on an active surface of a semiconductor die and disposed within a footprint of a semiconductor die; A seal material disposed over the active surface, on at least four sides of the semiconductor die, and over a plurality of thick RDL traces; And a conductive interconnect coupled to a portion of the at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces, wherein at least a portion of the at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces is exposed to the seal material May be a semiconductor package.
반도체 패키지는 5마이크로미터 초과의 두께 또는 높이를 포함하는 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 추가로 포함할 수 있다. 복수의 두꺼운 RDL 트레이스는 폭보다 더 큰 두께 또는 높이를 포함할 수 있다. 복수의 두꺼운 RDL 트레이스는 반도체 다이의 풋프린트 내에 배치될 수 있다. 배면 에폭시 코팅 또는 유전체 필름이 활성 표면에 반대편인 반도체 다이의 배면 상에 형성될 수 있다.The semiconductor package may further include a plurality of thick RDL traces including a thickness or height of greater than 5 micrometers. The plurality of thick RDL traces may include a thickness or height greater than the width. A plurality of thick RDL traces may be placed in the footprint of the semiconductor die. A backside epoxy coating or dielectric film may be formed on the backside of the semiconductor die opposite the active surface.
전술한 그리고 다른 태양, 특징, 및 이점은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 도면으로부터 그리고 청구범위로부터 당업자에게는 명백할 것이다.The foregoing and other aspects, features, and advantages will be apparent to those skilled in the art from the following detailed description and drawings, and from the claims.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지에서 사용하기 위한 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 복수의 반도체 다이를 도시한다.
도 2a 내지 도 2g는 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지를 형성하는 방법의 도면을 도시한다.
도 3은 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 일 실시예의 측단면도를 도시한다.
도 4는 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 다른 실시예의 측단면도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지를 형성하는 방법의 도면을 도시한다.
도 6은 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 다른 실시예의 측단면도를 도시한다.
도 7은 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 다른 실시예의 측단면도를 도시한다.
도 8은 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 다른 실시예의 측단면도를 도시한다.
도 9은 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 다른 실시예의 측단면도를 도시한다.
도 10은 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 다른 실시예의 측단면도를 도시한다.
도 11은 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 다른 실시예의 측단면도를 도시한다.
도 12는 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 다른 실시예의 측단면도를 도시한다.FIGS. 1A through 1E illustrate a plurality of semiconductor dies including a thick conductive RDL trace for use in a semiconductor package or an embedded die package, in accordance with an embodiment of the invention.
Figures 2a-2g illustrate views of a method of forming a semiconductor package or embedded die package including a thick conductive RDL trace.
3 shows a side cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
4 shows a side cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
5A-5D illustrate views of a method of forming a semiconductor package or embedded die package including a thick conductive RDL trace.
Figure 6 shows a side cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
Figure 7 shows a side cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
8 shows a side cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
Figure 9 shows a side cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
10 shows a side cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
11 shows a side cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
Figure 12 shows a side cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor package including a thick conductive RDL trace.
본 발명은 동일한 번호가 동일하거나 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 하기의 설명에서 하나 이상의 실시예들을 포함한다. 설명은 하기의 개시내용 및 도면에 의해 지지되는 바와 같은 첨부된 청구범위 및 그의 등가물에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안물, 변형물, 및 등가물을 포괄하도록 의도된다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다.The present invention includes one or more embodiments in the following description with reference to the drawings in which like numerals represent like or similar elements. The description is intended to cover alternatives, modifications, and equivalents that may be included within the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and appended claims, Will be understood by those skilled in the art.
하기의 설명에서는, 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해, 특정 구성, 조성, 및 공정 등과 같은 많은 특정 세부사항이 기술된다. 다른 경우에 있어서, 주지된 공정 및 제조 기법은 본 발명을 불필요하게 이해하기 어렵게 만들지 않게 하기 위해 구체적인 세부사항이 기술되지 않았다. 또한, 도면에 도시된 다양한 실시예들은예시적인 표현들이며, 반드시 축척대로 묘사되는 것은 아니다.In the following description, numerous specific details are set forth, such as specific configurations, compositions, and processes, in order to provide a thorough understanding of the present invention. In other instances, well-known process and manufacturing techniques have not been described in detail to avoid unnecessarily obscuring the present invention. In addition, the various embodiments shown in the drawings are illustrative representations and are not necessarily drawn to scale.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "위(over)", "사이(between)", 및 "상(on)"이라는 용어들은 다른 층에 대한 하나의 층의 상대적 위치를 지칭한다. 다른 층 위에 또는 아래에 침착 또는 배치된 하나의 층은 또 다른 층과 직접적으로 접촉할 수 있거나, 또는 하나 이상의 개재 층을 가질 수 있다. 층들 사이에 침착 또는 배치된 하나의 층은 그 층들과 직접적으로 접촉할 수 있거나, 또는 하나 이상의 개재 층을 가질 수 있다. 대조적으로, 제2 층 "상"의 제1 층은 해당 제2 층과 접촉한다.The terms " over, "" between, " and "on ", as used herein, refer to the relative location of one layer to another layer. One layer deposited or disposed on or under another layer may be in direct contact with another layer, or it may have one or more intervening layers. One layer deposited or disposed between the layers may be in direct contact with the layers, or may have one or more intervening layers. In contrast, the first layer of the second layer "on " contacts the second layer.
반도체 디바이스는, 대체로, 두 가지의 복잡한 제조 공정, 즉 프론트엔드 제조 및 백엔드 제조를 이용하여 제조된다. 프론트엔드 제조는 반도체 웨이퍼의 표면 상에의 복수의 다이의 형성을 수반한다. 웨이퍼 상의 각각의 다이는 기능적 전기 회로를 형성하도록 전기적으로 접속되는 능동 및 수동 전기 컴포넌트들을 포함한다. 트랜지스터 및 다이오드와 같은 능동 전기 컴포넌트는 전기 전류의 흐름을 제어하는 능력을 갖는다. 커패시터, 인덕터, 저항기, 및 변압기와 같은 수동 전기 컴포넌트는 전기 회로 기능을 수행하는 데 필요한 전압과 전류 사이의 관계를 창출한다.Semiconductor devices are generally fabricated using two complex manufacturing processes: front-end fabrication and back-end fabrication. Front end fabrication involves the formation of a plurality of dies on the surface of a semiconductor wafer. Each die on the wafer includes active and passive electrical components that are electrically connected to form a functional electrical circuit. Active electrical components such as transistors and diodes have the ability to control the flow of electrical current. Passive electrical components such as capacitors, inductors, resistors, and transformers create the relationship between voltage and current required to perform electrical circuit functions.
수동 및 능동 컴포넌트들은 도핑, 침착, 포토리소그래피, 에칭, 및 평탄화를 비롯한 일련의 공정 단계에 의해 반도체 웨이퍼의 표면 위에 형성된다. 도핑은 이온 주입 또는 열 확산과 같은 기법에 의해 반도체 재료에 불순물을 도입시킨다. 도핑 공정은 능동 디바이스 내의 반도체 재료의 전기 전도성을 변경하여, 반도체 재료를 절연체, 컨덕터로 변환하거나, 또는 전기장 또는 베이스 전류에 응답하여 반도체 재료 전도율을 동적으로 변화시킨다. 트랜지스터는 전기장 또는 베이스 전류의 인가 시에 트랜지스터가 전기 전류의 흐름을 촉진 또는 제한할 수 있게 하기 위해 필요에 따라 배열되는 가변 도핑 타입 및 도핑 정도의 영역을 포함한다.The passive and active components are formed on the surface of the semiconductor wafer by a series of process steps including doping, deposition, photolithography, etching, and planarization. Doping introduces impurities into the semiconductor material by techniques such as ion implantation or thermal diffusion. The doping process alters the electrical conductivity of the semiconductor material in the active device, converting the semiconductor material into an insulator, a conductor, or dynamically changing the semiconductor material conductivity in response to an electric field or a base current. The transistor includes regions of varying doping type and doping degree that are arranged as needed to enable the transistor to facilitate or limit the flow of electric current upon application of an electric field or base current.
능동 및 수동 컴포넌트들은 상이한 전기적 특성을 갖는 재료의 층에 의해 형성된다. 층은 침착되고 있는 재료의 타입에 의해 부분적으로 결정되는 다양한 침착 기법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 박막 침착은 화학 증착(CVD), 물리 증착(PVD), 전해 도금, 및 무전해 도금 공정을 수반할 수 있다. 각각의 층은 대체로 능동 컴포넌트, 수동 컴포넌트, 또는 컴포넌트들 사이의 전기적 커넥션 일부분을 형성하도록 패턴화된다.The active and passive components are formed by a layer of material having different electrical properties. The layer may be formed by various deposition techniques, which are determined in part by the type of material being deposited. For example, thin film deposition may involve chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), electroplating, and electroless plating processes. Each layer is typically patterned to form an active component, a passive component, or an electrical connection portion between the components.
층은 포토리소그래피를 이용하여 패턴화될 수 있다. 패턴화는 반도체 웨이퍼 표면 상의 상부 층 중 일부분이 제거되게 하는 기본 동작이다. 반도체 웨이퍼의 일부분은 포토리소그래피, 포토마스킹, 마스킹, 산화물 또는 금속 제거, 포토그래피 및 스텐실링, 및 마이크로리소그래피를 이용하여 제거될 수 있다. 포토리소그래피는 레티클(reticle) 또는 포토마스크에 패턴을 형성하는 것, 및 반도체 웨이퍼의 표면 층과 같은 패턴화될 층에 패턴을 전사시키는 것을 포함한다. 포토리소그래피는 2-단계 공정에서 반도체 웨이퍼의 표면 상에 능동 및 수동 컴포넌트들의 수평 치수를 형성한다. 먼저, 레티클 또는 마스크 상의 패턴이 포토레지스트의 층에 전사된다. 포토레지스트는 광에 노출될 때 구조 및 특성 면에서 변화를 겪는 감광성 재료이다. 포토레지스트의 구조 및 특성을 변화시키는 공정은 네거티브 작용 포토레지스트(negative-acting photoresist) 또는 포지티브 작용 포토레지스트(positive-acting photoresist) 중 어느 하나로서 일어난다. 둘째, 포토레지스트 층이 웨이퍼 표면에 전사된다. 전사는 에칭이 포토레지스트에 의해 커버되지 않는 반도체 웨이퍼의 상부 층의 일부분을 제거하는 경우에 일어난다. 대안으로, 일부 타입의 재료는 포토레지스트에 의해 또는 무전해 및 전해 도금과 같은 기법을 이용한 이전의 침착/에칭 공정에 의해 형성된 영역 또는 공극에 재료를 직접적으로 침착시킴으로써 패턴화된다. 포토레지스트의 화학물질은, 포토레지스트가 실질적으로 온전한 상태로 유지되도록, 그리고 포토레지스트에 의해 커버되지 않는 반도체 웨이퍼의 상부 층의 일부분이 제거되거나 도금에 의해 추가되는 동안에 화학적 에칭 용액 또는 도금 화학물질에 의한 제거를 견디도록 하는 것이다. 포토레지스트를 형성, 노출, 및 제거하는 공정뿐만 아니라 반도체 웨이퍼의 일부분을 제거하거나 웨이퍼의 일부분을 추가하는 공정은 사용되는 특정 레지스트 및 희망하는 결과에 따라 변경될 수 있다.The layer may be patterned using photolithography. Patterning is the basic operation that causes a portion of the top layer on the semiconductor wafer surface to be removed. Portions of the semiconductor wafer may be removed using photolithography, photomasking, masking, oxide or metal removal, photolithography and stenciling, and microlithography. Photolithography involves forming a pattern in a reticle or photomask, and transferring the pattern to a layer to be patterned, such as a surface layer of a semiconductor wafer. Photolithography forms the horizontal dimension of the active and passive components on the surface of the semiconductor wafer in a two-step process. First, a pattern on the reticle or mask is transferred to the layer of photoresist. Photoresists are photosensitive materials that undergo changes in structure and properties when exposed to light. The process of changing the structure and properties of the photoresist takes place either as a negative-acting photoresist or as a positive-acting photoresist. Second, the photoresist layer is transferred to the wafer surface. The transfer occurs when the etching removes a portion of the top layer of the semiconductor wafer that is not covered by the photoresist. Alternatively, some types of material are patterned by direct deposition of the material into regions or voids formed by photoresist or by a previous deposition / etch process using techniques such as electroless and electrolytic plating. The chemistry of the photoresist is such that the photoresist remains substantially intact and that a portion of the top layer of the semiconductor wafer that is not covered by the photoresist is removed or added to the chemical etching solution or plating chemistry To be able to withstand the removal by. The process of forming, exposing, and removing photoresist as well as the process of removing a portion of the semiconductor wafer or adding a portion of the wafer may vary depending on the particular resist used and the desired result.
네거티브 작용 포토레지스트에서, 포토레지스트는 광에 노출되고, 중합으로 공지된 공정에서 가용성 상태로부터 불용성 상태로 변화된다. 중합 시, 중합되지 않는 재료는 광 또는 에너지 소스에 노출되고, 폴리머는 내에칭성인 가교결합 재료를 형성한다. 대부분의 네거티브 레지스트에서, 폴리머는 폴리이소프렘(polyisopreme)이다. 화학용제 또는 현상제로 가용성 부분(즉, 광에 노출되지 않는 부분)을 제거하는 것은 레지스트 층에 레티클 상의 불투명한 패턴에 대응하는 구멍을 남긴다. 불투명한 영역에 패턴이 존재하는 마스크는 클리어 필드 마스크(clear-field mask)로 지칭된다.In a negative working photoresist, the photoresist is exposed to light and is changed from a soluble state to an insoluble state in a process known as polymerization. During polymerization, the unpolymerized material is exposed to light or an energy source, and the polymer forms a cross-linking material resistant to etching. In most negative resists, the polymer is polyisoprene. Removing the soluble portion (i.e., the portion not exposed to light) with a chemical solvent or developer leaves a hole in the resist layer corresponding to the opaque pattern on the reticle. A mask in which a pattern is present in an opaque region is referred to as a clear-field mask.
포지티브 작용 포토레지스트에서, 포토레지스트는 광에 노출되고, 광분해(photosolubilization)로 공지된 공정에서 상대적으로 불용성인 상태로부터 훨씬 더 가용성인 상태로 변화된다. 광분해 시, 상대적으로 불용성인 레지스트는 적절한 광 에너지에 노출되고, 더 가용성인 상태로 변환된다. 레지스트의 광분해된 부분은 현상 공정에서 용제에 의해 제거될 수 있다. 기본적인 포지티브 포토레지스트 폴리머는 페놀-포름알데히드 노볼락 수지로도 지칭되는 페놀-포름알데히드 폴리머이다. 화학용제 또는 현상제로 가용성 부분(즉, 광에 노출되는 부분)을 제거하는 것은 레지스트 층에 레티클 상의 투명한 패턴에 대응하는 구멍을 남긴다. 투명한 영역에 패턴이 존재하는 마스크는 다크 필드 마스크(dark-field mask)로 지칭된다.In positive working photoresists, the photoresist is exposed to light and is changed from a relatively insoluble state to a much more soluble state in processes known as photosolubilization. Upon photolysis, a relatively insoluble resist is exposed to suitable light energy and is converted to a more soluble state. The photodegraded portion of the resist can be removed by the solvent in the developing process. The basic positive photoresist polymer is a phenol-formaldehyde polymer, also referred to as phenol-formaldehyde novolak resin. Removing the soluble portion (i.e., the portion exposed to light) with a chemical solvent or developer leaves a hole in the resist layer corresponding to the transparent pattern on the reticle. A mask in which a pattern exists in a transparent region is referred to as a dark-field mask.
포토레지스트에 의해 커버되지 않는 반도체 웨이퍼의 상부 부분의 제거 후, 포토레지스트의 잔여물이 제거되어, 패턴화된 층을 뒤에 남긴다.After removal of the upper portion of the semiconductor wafer not covered by the photoresist, the residue of the photoresist is removed leaving a patterned layer behind.
대안으로, 포토리소그래피는 패턴화될 재료가 자체로 감광성인 경우에 포토레지스트를 사용하지 않은 채 달성될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 감광 재료는 스핀 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 침착 기법을 이용하여 디바이스 표면 상에 코팅된다. 이어서, 패턴은, 전형적으로 노출로 지칭되는 동작에서 광을 이용하여 포토마스크로부터 감광 재료로 전사된다. 일 실시예에서, 광이 적용된 감광 재료의 부분이 용제를 사용하여 제거 또는 현상되어, 하부 층의 일부분을 노출시킨다. 대안으로, 다른 실시예에서, 광이 적용되지 않은 감광 재료의 부분이 용제를 사용하여 제거 또는 현상되어, 하부 층의 일부분을 노출시킨다. 감광 필름의 잔여 부분은 디바이스 구조물의 영속 부분이 될 수 있다.Alternatively, photolithography can be accomplished without the use of a photoresist if the material to be patterned is itself photosensitive. In this case, the photosensitive material is coated on the device surface using spin coating, lamination, or other suitable deposition techniques. The pattern is then transferred from the photomask to the photosensitive material using light, typically in an operation referred to as exposure. In one embodiment, a portion of the light sensitive material to which light is applied is removed or developed using a solvent to expose a portion of the underlying layer. Alternatively, in another embodiment, a portion of the photosensitive material to which light is not applied is removed or developed using a solvent to expose a portion of the underlying layer. The remainder of the photosensitive film can be a permanent part of the device structure.
기존 패턴 위에 얇은 재료 필름을 침착시키는 것은 하부 패턴을 과대시할 수 있고, 불균일하게 편평한 표면을 생성할 수 있다. 균일하게 편평한 표면은 더 작고 더 조밀하게 패킹된 능동 및 수동 컴포넌트들을 생성하는 데 필요하다. 평탄화는 웨이퍼의 표면으로부터 재료를 제거하기 위해 그리고 균일하게 편평한 표면을 제조하기 위해 이용될 수 있다. 평탄화는 폴리싱 패드로 웨이퍼의 표면을 폴리싱하는 것을 수반한다. 연마(abrasive) 재료 및 부식성 화학물질이 폴리싱 동안에 웨이퍼의 표면에 추가된다. 대안으로, 부식성 화학물질을 사용하지 않은 채 기계적 연마가 평탄화를 위해 이용된다. 일부 실시예들에서, 순수 기계적 연마는 벨트 그라인딩 기계, 표준 웨이퍼 백그라인더, 표면 랩핑 기계(surface lapping machine), 또는 다른 유사한 기계를 사용함으로써 달성된다. 연마재의 기계적 작용과 화학물질의 부식성 작용의 결합은 임의의 불규칙한 토포그래피를 제거하여, 균일하게 편평한 표면을 가져온다.Depositing a thin film of material on top of the existing pattern can overestimate the underlying pattern and create a non-uniformly flat surface. A uniformly flat surface is needed to create smaller, more densely packed active and passive components. Planarization can be used to remove material from the surface of the wafer and to produce a uniformly flat surface. Planarization involves polishing the surface of the wafer with a polishing pad. Abrasive materials and corrosive chemicals are added to the surface of the wafer during polishing. Alternatively, mechanical abrasion is used for planarization without the use of corrosive chemicals. In some embodiments, pure mechanical polishing is accomplished by using a belt grinding machine, a standard wafer back grinder, a surface lapping machine, or other similar machine. The combination of the mechanical action of the abrasive and the corrosive action of the chemical removes any irregular topography resulting in a uniformly flat surface.
백엔드 제조는 완성된 웨이퍼를 개개의 반도체 다이로 절단 또는 낱개화하고 나서 구조적 지지 및 환경적 격리를 위해 반도체 다이를 패키징하는 것을 지칭한다. 반도체 다이를 낱개화하기 위해, 웨이퍼는 쏘우 스트리트(saw street) 또는 스크라이브(scribe)로 지칭되는 웨이퍼의 비기능 영역을 따라서 절단될 수 있다. 웨이퍼는 레이저 커팅 툴 또는 쏘우 블레이드를 사용하여 낱개화된다. 낱개화 후, 개개의 반도체 다이는 다른 시스템 컴포넌트와의 상호접속을 위한 핀 또는 콘택트 패드를 포함하는 패키지 기판에 실장된다. 이어서, 반도체 다이 위에 형성된 콘택트 패드는 패키지 내의 콘택트 패드에 접속된다. 전기적 커넥션이 솔더 범프, 스터드 범프, 전도성 페이스트, 재배선 층, 또는 와이어본드를 사용하여 이루어질 수 있다. 봉합재 또는 다른 성형 재료가 패키지 위에 침착되어, 물리적 지지 및 전기적 격리를 제공한다. 이어서, 완성된 패키지는 전기 시스템 내에 삽입되고, 반도체 디바이스의 기능은 다른 시스템 컴포넌트가 이용가능하게 된다.Back-end fabrication refers to packaging a semiconductor die for structural support and environmental isolation, followed by cutting or singulating the finished wafer into individual semiconductor die. To isolate a semiconductor die, the wafer may be cut along a non-functional region of the wafer, referred to as a saw street or scribe. The wafers are singulated using a laser cutting tool or a saw blade. After individualization, the individual semiconductor die is mounted on a package substrate comprising pins or contact pads for interconnection with other system components. The contact pads formed on the semiconductor die are then connected to the contact pads in the package. Electrical connections may be made using solder bumps, stud bumps, conductive pastes, rewiring layers, or wire bonds. A sealant or other molding material is deposited on the package to provide physical support and electrical isolation. The completed package is then inserted into the electrical system, and the functionality of the semiconductor device becomes available to other system components.
전기 시스템은 반도체 디바이스를 사용하여 하나 이상의 전기적 기능을 수행하는 독립형 시스템일 수 있다. 대안으로, 전기 시스템은 더 큰 시스템의 서브컴포넌트일 수 있다. 예를 들어, 전기 시스템은 셀룰러폰, PDA(personal digital assistant), DVC(digital video camera), 또는 다른 전자 통신 디바이스의 일부분일 수 있다. 대안으로, 전기 시스템은 그래픽 카드, 네트워크 인터페이스 카드, 또는 컴퓨터 내에 삽입될 수 있는 다른 신호 프로세싱 카드일 수 있다. 반도체 패키지는 마이크로프로세서, 메모리, ASIC(application specific integrated circuit), 로직 회로, 아날로그 회로, RF 회로, 이산 디바이스, 또는 다른 반도체 다이나 전기 컴포넌트를 포함할 수 있다. 소형화 및 경량화는 제품이 시장에서 받아들여지도록 하는 데 필수적이다. 반도체 디바이스들 사이의 거리는 더 높은 밀도를 달성하도록 하기 위해 감소되어야 한다.The electrical system may be a stand-alone system that performs one or more electrical functions using the semiconductor device. Alternatively, the electrical system may be a subcomponent of a larger system. For example, the electrical system may be part of a cellular phone, a personal digital assistant (PDA), a digital video camera (DVC), or other electronic communication device. Alternatively, the electrical system may be a graphics card, a network interface card, or other signal processing card that may be inserted into the computer. The semiconductor package may include a microprocessor, memory, application specific integrated circuit (ASIC), logic circuit, analog circuit, RF circuit, discrete device, or other semiconductor die or electrical component. Miniaturization and weight reduction are essential to ensure that products are accepted in the market. The distance between the semiconductor devices must be reduced to achieve a higher density.
단일 기판 위에서 하나 이상의 반도체 패키지를 결합시킴으로써, 제조자는 사전제작된 컴포넌트를 전자 디바이스 및 시스템 내에 통합시킬 수 있다. 반도체 패키지가 정교한 기능을 포함하기 때문에, 전자 디바이스는 덜 비싼 컴포넌트 및 간소화된 제조 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 생성된 디바이스는 고장날 가능성이 적고, 제조하는 데 덜 비싸서 소비자를 위한 더 낮은 비용이 되게 한다.By combining one or more semiconductor packages on a single substrate, the manufacturer can incorporate prebuilt components into electronic devices and systems. Because semiconductor packages include sophisticated functionality, electronic devices can be fabricated using less expensive components and simplified manufacturing processes. The resulting device is less likely to fail, less expensive to manufacture and lower cost for the consumer.
하기의 논의에서, 소정 실시예들은 단일 다이 FOWLP의 형성에 관해 기술되지만, 본 발명의 실시예들은 그러한 것으로 제한되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 단일 다이 응용물, 다중 다이 모듈, 인쇄 배선 보드 패널 또는 PCB에 임베드된 다이, 다이(들)와 모듈 내의 수동 컴포넌트(들)의 일부 결합, 또는 하나 이상의 디바이스 유닛(들)과 모듈 내의 다른 컴포넌트(들)의 일부 결합을 비롯한 임의의 패널식 패키징 응용물에 이용될 수 있다. 일 태양에서, 본 발명의 실시예들은 패널화 동안에 디바이스 유닛 또는 다른 컴포넌트의 오정렬에 의해 야기되는 패키지 또는 모듈 어셈블리 수율 손실을 제거 또는 감소시킬 수 있다. 다른 태양에서, 본 발명의 실시예들은 패키지 또는 모듈 개요의 규정을 유지할 수 있고, UBM 패드 또는 BGA 볼의 위치 변경을 필요로 하지 않을 수 있다. 패키지 또는 모듈 개요의 규정을 유지하는 것은 최종 제품에서, 예를 들어 최종 제품 패키지, 테스트 소켓 등으로서 지속적으로 달성될 수 있다. 다른 태양에서, 본 발명의 실시예들은 디바이스 유닛 상에 더 작은 접합 패드 개구를 허용할 수 있다.In the following discussion, certain embodiments are described with respect to the formation of a single die FOWLP, although embodiments of the invention are not so limited. Embodiments of the present invention may be implemented in a single die application, multiple die module, printed wiring board panel or die embedded in a PCB, some combination of die (s) and passive component (s) in a module, And some combination of other component (s) within the module. In an aspect, embodiments of the present invention may eliminate or reduce the yield loss of a package or module assembly caused by misalignment of a device unit or other component during paneling. In another aspect, embodiments of the present invention may maintain the provisions of the package or module outline and may not require a change in the position of the UBM pad or BGA ball. Maintaining the provisions of the package or module outline can be continuously achieved in the end product, for example as a final product package, test socket, and the like. In another aspect, embodiments of the present invention may allow for a smaller bond pad opening on the device unit.
도 1a는 구조적 지지를 위해 기본 기판 재료(22), 예컨대 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비화물, 인듐 인화물, 또는 실리콘 탄화물을 제한 없이 갖는 반도체 웨이퍼(20)의 평면도를 도시한다. 복수의 반도체 다이 또는 컴포넌트(24)가 전술된 바와 같은 비활성의 다이간 웨이퍼 영역 또는 쏘우 스트리트(26)에 의해 분리되는 웨이퍼(20) 상에 형성된다. 쏘우 스트리트(26)는 반도체 웨이퍼(20)를 개개의 반도체 다이(24)로 낱개화하기 위한 커팅 영역을 제공한다.Figure la shows a top view of a
도 1b는 도 1a의 평면도에서 이미 도시된 반도체 웨이퍼(20)의 일부분의 단면도를 도시한다. 각각의 반도체 다이(24)는 배면 또는 뒷면(28) 및 배면에 반대편인 활성 표면(30)을 갖는다. 활성 표면(30)은, 다이 내에 형성되고 반도체 다이의 전기적 설계 및 기능에 따라 전기적으로 상호접속되는 능동 디바이스, 수동 디바이스, 전도성 층, 및 유전체 층으로서 구현되는 아날로그 또는 디지털 회로를 포함한다. 예를 들어, 회로는 활성 표면(30) 내에 형성되어 DSP, ASIC, 메모리, 또는 다른 신호 프로세싱 회로와 같은 아날로그 회로 또는 디지털 회로를 구현하는 하나 이상의 트랜지스터, 다이오드, 및 다른 회로 요소를 포함할 수 있다. 반도체 다이(24)는 또한 RF 신호 프로세싱을 위해 인덕터, 커패시터, 및 저항기와 같은 집적된 수동 디바이스(integrated passive device, IPD)를 포함할 수 있다.FIG. 1B shows a cross-sectional view of a portion of the
전기 전도성 층(32)이 PVD, CVD, 전해 도금, 무전해 도금 공정, 또는 다른 적합한 금속 침착 공정을 이용하여 활성 표면(30) 위에 형성된다. 전도성 층(32)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 또는 다른 적합한 전기 전도성 재료의 하나 이상의 층일 수 있다. 전도성 층(32)은 활성 표면(30) 상의 회로에 전기적으로 접속되는 콘택트 패드 또는 접합 패드로서 동작한다. 전도성 층(32)은 도 1b에 도시된 바와 같이 반도체 다이(24)의 에지로부터 제1 거리에 나란히 배치되는 콘택트 패드로서 형성될 수 있다. 대안으로, 전도성 층(32)은 제1 로우(row)의 콘택트 패드가 다이의 에지로부터 제1 거리에 배치되고 제1 로우와 교번하는 제2 로우의 콘택트 패드가 다이의 에지로부터 제2 거리에 배치되도록 다수의 로우에서 오프셋되는 콘택트 패드로서 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 전도성 층(32)은 반도체 다이(24)의 전체 표면 영역에 걸쳐서 어레이에 배치되는 콘택트 패드로서 형성될 수 있다. 콘택트 패드의 전체 어레이는 반도체 다이의 구성 및 설계에 따라 반도체 다이(24)의 전체 표면에 걸쳐서 규칙 또는 불규칙 패턴으로 형성될 수 있다. 유사하게, 콘택트 패드의 크기, 형상, 또는 배향이 또한 서로에 대해 불규칙할 수 있고, 반도체 다이(24)의 활성 표면(30)을 횡방향으로 가로질러서 신호를 라우팅하는 전도성 재료의 길이를 포함할 수 있다.The electrically
도 1b는 또한 반도체 다이(24)의 활성 표면(30) 위에 형성되는 선택적 절연 또는 패시베이션 층(36)을 도시한다. 절연 층(36)은 반도체 다이(24)에 등각으로 적용될 수 있고, 그의 윤곽을 따르는 저부 또는 제1 표면을 가질 수 있다. 절연 층(36)은 제1 표면에 반대편인 상부 또는 제2 평면 표면(37)을 갖는다. 절연 층(36)은 유기 또는 무기 층일 수 있으며, 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, 라미네이트 합성 필름, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, 실리콘 이산화물(SiO2), 실리콘 질화물(Si3N4), 실리콘 산질화물(SiON), 알루미늄 산화물(Al2O3), 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(36)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 절연 층(36)의 일부분은 반도체 다이의 구성 및 설계에 따라 반도체 다이(24)의 콘택트 패드(32) 및 개구(38)의 저부 표면을 노출시키도록 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다. 절연 층(36)은 절연 층(36)을 완전히 관통하게 연장되는 개구(38)를 형성하도록 패턴화될 수 있고, 그 후에 절연 층(36)은 또한 선택적으로 경화될 수 있다.1B also shows a selective isolation or
도 1c는 패턴화, 및 스퍼터링, 전해 도금, 및 무전해 도금과 같은 금속 침착 공정을 이용하여 형성될 수 있는 복수의 두꺼운 RDL 트레이스(40)를 포함하는 전기 전도성 층 또는 RDL을 도시한다. 두꺼운 RDL 트레이스(40)는 시드, 배리어, 및 접착 층을 비롯해서, Al, Cu, Sn, Ni, Au, Ag, 또는 다른 적합한 전기 전도성 재료의 하나 이상의 층일 수 있다. 두꺼운 RDL 트레이스(40)는 콘택트 패드(32)에 전기적으로 접속될 수 있다. 개개의 RDL 트레이스와 같은, 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 다른 부분은 반도체 다이(24)의 설계 및 기능에 따라 전기적으로 공통적일 수 있거나 또는 전기적으로 격리될 수 있다.Figure 1C illustrates an electrically conductive layer or RDL comprising a plurality of thick RDL traces 40 that may be formed using patterning and metal deposition processes such as sputtering, electroless plating, and electroless plating. The
도 1c는 두꺼운 RDL 트레이스(40)가 임시 절연 또는 패시베이션 층(42)을 먼저 침착하고 패턴화함으로써 형성될 수 있는 일 실시예를 도시한다. 절연 층(42)은 반도체 다이(24), 절연 층(36), 또는 양측 모두에 등각으로 적용될 수 있고, 그들의 윤곽을 따르는 제1 표면을 가질 수 있다. 절연 층(42)은 제1 표면에 반대편인 제2 평면 표면을 가질 수 있다. 절연 층(42)은 유기 또는 무기 층일 수 있으며, 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, 라미네이트 합성 필름, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, SiO2, Si3N4, SiON, Al2O3, 폴리이미드, 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(36)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 절연 층(42)은 절연 층을 완전히 관통하는 그리고, 존재 시, 절연 층(36)을 관통하는 개구를 형성하여 콘택트 패드(32)를 노출시키도록 패턴화될 수 있다. 절연 층(36)은 또한 선택적으로 경화될 수 있고, 최종 반도체 패키지의 영속 구조의 일부분을 형성할 수 있다. 대안으로, 절연 층(36)은 임시 층, 예컨대 포토레지스트 층일 수 있으며, 임시 층은 후속하여 제거되어 반도체 다이의 최종 구조물의 일부분을 형성하지 않는다. 절연 층(42)은 절연 층(36) 위에, 또는 선택적 절연 층(36)이 생략되어 있는 경우에는 반도체 다이(24) 위에 침착될 수 있고 그와 접촉할 수 있다. 절연 층(42)의 일부분은 레이저에 의해 제거될 수 있거나, 또는 포토레지스트 층인 경우에는 에칭 현상 공정에 의해 노출 및 제거될 수 있다. 이어서, 두꺼운 RDL 트레이스(40)는 절연 층(42)의 제거된 부분에 그리고, 존재 시, 개구(38)에 형성될 수 있다. 개구(38) 및 절연 층(42) 내의 개구는 동시에 또는 상이한 시간에 형성될 수 있다. 두꺼운 RDL 트레이스(40) 전체가 동시에 형성될 수 있고, 또는 전도성 층의 일부분이 상이한 시간에 형성될 수 있다. 절연 층(42)은 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 형성이 완료된 후에 제거될 수 있다.Figure 1C illustrates one embodiment in which a
완성된 두꺼운 RDL 트레이스(40)는 전기 신호를 반도체 다이(24)로부터 반도체 다이를 포함하는 반도체 패키지 외부의 지점으로 라우팅하기 위한 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 포함하는 두꺼운 RDL 층일 수 있다. 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께 또는 높이는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 반도체 다이(24)의 활성 표면(30)을 포함하는 웨이퍼(20)의 상부 표면에 걸쳐서 연장되는 x 및 y 방향에 직각이거나 수직인 z 방향에서 측정될 수 있다. 따라서, 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께 또는 높이는 절연 층(36)의 상부 표면(37)에서 시작될 수 있고, 활성 표면으로부터 상향으로 또는 그로부터 뒷면(28)의 반대 방향으로 멀어지게 두꺼운 RDL의 상부 표면(42)으로 연장되어 두께 T2를 형성할 수 있다. 대안으로, 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께 또는 높이는 반도체 다이(24)의 활성 표면(30)에서 시작될 수 있고, 활성 표면으로부터 상향으로 또는 그로부터 뒷면(28)의 반대 방향으로 멀어지게 두꺼운 RDL의 상부 표면(42)으로 연장되어 두께 T2를 형성할 수 있다. 두께 T1 및 T2는 4마이크로미터(μm) 초과의 높이, 또는 5, 10, 20, 30, 또는 35μm 초과의 높이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 두꺼운 RDL 트레이스(40)는 4 내지 35 또는 5 내지 30μm 범위의 두께를 포함한다. 두꺼운 RDL 트레이스(40)를 형성하는 것은 단일 공정 및 구조를 허용하여, 분리된 재배선 층 및 분리된 수직 상호접속부, 예컨대 기둥부 또는 구리 기둥부의 형성과 같은, 달리 다수의 공정 및 구조로 달성될 이점을 제공한다.The completed
도 1d에서, 반도체 웨이퍼(20)는 그라인더(46)로 반도체 웨이퍼의 표면을 평탄화시키고 그의 두께를 감소시키는 선택적 그라인딩 동작을 겪는다. 화학적 에칭이 또한 반도체 웨이퍼(20)를 제거 및 평탄화하는 데 이용될 수 있다.1D, the
도 1e는, 반도체 웨이퍼(20)의 최종 두께가 달성된 후, 선택적 절연 또는 패시베이션 층(50)이 웨이퍼(20)의 뒷면 또는 하부 표면 위에 형성되어 반도체 다이(24)의 뒷면(28)을 커버할 수 있음을 도시한다. 절연 층(50)은 에폭시 필름, 열 에폭시, 에폭시 수지, B-스테이지 에폭시 필름, 선택적 아크릴 폴리머를 갖는 자외선(UV) B-스테이지 필름, 유전체 필름, 또는 다른 적합한 재료일 수 있다. 절연 층(50)은 반도체 다이(24)의 배면(28)의 전체 또는 실질적으로 전체 위에 배치될 수 있고, 그와 직접 접촉할 수 있으며, 이와 같이, 반도체 다이(24)의 풋프린트와 실질적으로 같은 풋프린트를 포함할 수 있다. 도 1e는 또한 반도체 웨이퍼(20)가 절연 층(50)을 적용한 후에 쏘우 블레이드 또는 레이저 커팅 툴(52)을 사용하여 쏘우 스트리트(26)를 통해 개개의 반도체 다이(24)로 낱개화될 수 있다는 것을 도시한다. 반도체 다이가 그들의 네이티브 반도체 웨이퍼(20)로부터 낱개화되기 전에 두꺼운 RDL 트레이스(40)가 반도체 다이(24) 위에 형성될 수 있기 때문에, 두꺼운 RDL 트레이스는 각자의 반도체 다이(24) 각각의 풋프린트 또는 영역보다 작거나 그 내부에 포함되는 풋프린트 또는 영역을 포함하는 팬-인 상호접속부 구조물로서 형성될 수 있다.Figure 1e illustrates that after the final thickness of the
도 2a는 실리콘, 폴리머, 스테인리스 강, 또는 구조적 지지를 위한 다른 적합한 저비용의 경질 재료와 같은 임시 또는 희생 기초 재료를 포함하는 임시 캐리어 또는 기판(56)을 도시한다. 선택적 계면 층 또는 양면 테이프(58)가 임시 접착 접합 필름 또는 에칭-정지 층으로서 캐리어(56) 위에 형성된다. 일 실시예에서, 캐리어(56)는 테이프(58)를 테이프의 주변부에서 지지하는 개방된 중심 부분을 포함하는 링형 필름 프레임일 수 있다. 대안으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 캐리어(56)는 캐리어(56)의 상부 표면에 걸쳐서 테이프(58)를 지지하는 개방된 중심 영역이 없는 편평한 플레이트일 수 있다. 다수의 기준 정렬 마크가 캐리어(56) 상에 반도체 다이(24)를 적절히 위치시키는 데 사용하기 위해 기판(56) 또는 계면 층(58) 위에 위치되거나 그에 부착될 수 있다. 대안으로, 기판(56) 또는 계면 층(58)의 일부분이 기준을 형성하도록 제거 또는 마킹될 수 있다.Figure 2a shows a temporary carrier or
도 2a는 도 1e로부터의 반도체 다이(24)가 캐리어(56) 및 계면 층(58)에 페이스-업(face up)으로 실장된 것을 추가로 도시하는데, 이 때 배면(28) 및 절연 층(50)은 기판을 향해 배향되고, 활성 표면(30)은 캐리어로부터 멀어지게 배향된다. 반도체 다이(24)는 픽앤플레이스(pick and place) 동작 또는 다른 적합한 동작을 이용하여 캐리어(36) 위에 배치될 수 있다. 반도체 다이(24)는 반도체 다이를 위한 공칭 또는 사전결정된 위치 및 간격에 따라 기준(39)에 대해 위치된다. 반도체 다이(24)는, 최종 반도체 패키지의 일부분으로서, 캐리어(56) 위에 실장될 때 팬-아웃 상호접속 구조물과 같은 후속 형성 상호접속 구조물을 위한 영역을 제공할 수 있는 공간 또는 갭(60)만큼 반도체 다이가 분리되도록 캐리어(56)에 실장된다. 갭(60)의 크기는 후속 형성 반도체 패키지 내에 반도체 디바이스 또는 컴포넌트를 선택적으로 실장하기 위한 충분한 영역을 포함한다.Figure 2a further illustrates that the semiconductor die 24 from Figure 1e is mounted face up in the
도 2b는 봉합재(62)가 페이스트 프린팅, 압축 성형, 전사 성형, 액체 봉합재 성형, 적층, 진공 적층, 스핀 코팅, 또는 다른 적합한 애플리케이터를 이용하여 침착되는 것을 도시한다. 구체적으로, 도 2b는 후속 봉합을 위해 플레이트(65), 캐리어(56), 및 계면 층(58)의 상부 부분과 함께 제공되어 몰드 내에 반도체 다이(24)를 봉입하는, 복수의 측벽(66)을 갖는 몰드(64)를 도시한다. 몰드(64)는 또한 캐리어(56)가 배치되고 측벽(66)이 접촉할 수 있는 저부 부분을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캐리어(56) 및 계면 층(58)은 후속 봉합 공정을 위한 저부 몰드 부분으로서의 역할을 할 수 있다. 대안으로, 반도체 다이(24), 캐리어(56), 및 계면 층(58)은 상부 부분 및 저부 부분과 같은 다수의 부분을 포함하는 몰드 내에 배치될 수 있다. 몰드(64)는 몰드(64)를 반도체 다이(24) 둘레로 이동시킴으로써 또는, 대안으로, 반도체 다이를 몰드 내로 이동시킴으로써 함께 제공된다.FIG. 2B illustrates that the
도 2b는 몰드(64)가 캐비티 또는 개방된 공간(70)으로 반도체 다이(24)를 봉입하는 것을 추가로 도시한다. 캐비티(70)는 몰드(64)와 반도체 다이(24)와 계면 층(58) 사이에 연장된다. 소정 체적의 봉합재(62)는 반도체 다이(24) 및 캐리어(56) 위에 배치된다. 유입구(68)는 봉합재(62)에 누출 경로를 제공하지 않는 배출 포트일 수 있다. 봉합재(62)는 폴리머 복합 재료, 예컨대 충전재를 갖는 에폭시 수지, 충전재를 갖는 에폭시 아크릴레이트, 또는 적절한 충전재를 갖는 폴리머일 수 있다. 봉합재(62)의 체적은 반도체 다이(24) 및 존재할 수 있는 임의의 추가적인 반도체 디바이스에 의해 점유되는 영역 미만의 캐비티(60)의 공간 요건에 따라 측정된다. 봉합재(62)는 반도체 다이(24) 위에서 그 주변에 그리고 측벽들(64) 사이에 배치된다. 봉합재(62)는 또한 동일한 봉합재 및 봉합 공정이 RDL의 두꺼운 RDL 트레이스들 사이에 그리고 그들 중에 봉합재를 배치하도록 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에서 그 주변에 배치될 수 있다. 봉합재(62)는 단일 봉합재(62)가 반도체 다이(24) 및 두꺼운 RDL 트레이스(40)와 직접 접촉하고 그들의 측부를 따라서 연장되어 반도체 다이의 측면 위에 그리고 그의 활성 표면 위에 배치될 수 있도록 두꺼운 RDL 트레이스의 측벽과 접촉할 수 있다.Fig. 2b further illustrates the
몰드(64)의 상부 부분(65)은, 반도체 다이(24) 주위에서 캐비티(70) 내에 봉합재(62)를 고르게 확산시키고 균일하게 분산시키도록 상부 부분이 봉합재와 접촉할 때까지 봉합재(62) 및 반도체 다이(24)를 향해 측벽(66)을 따라서 이동할 수 있다. 봉합재(62)의 점도 및 높은 온도는 균일한 커버리지를 위해 선택될 수 있는데, 예를 들어 더 낮은 점도 및 높은 온도는 성형, 페이스트 프린팅, 및 스핀 코팅을 위해 봉합재의 유동을 증가시킬 수 있다. 봉합재(62)의 온도는 또한 봉합재의 경화를 촉진하도록 캐비티(70) 내에서 제어될 수 있다. 반도체 다이(24)는, 비전도성이고 반도체 디바이스를 외부 요소 및 오염물로부터 환경적으로 보호하는 봉합재(62)에 함께 임베드된다.The
진공 압축 성형이 이용되는 경우, 희생 이형 필름이 캐비티 내에서 캐비티(70)의 상부 부분(65) 및 측벽(66)과 봉합재(62) 사이에 배치되어, 봉합재가 캐비티의 상부 부분 및 측벽에 고착 또는 부착하지 못하게 할 수 있다. 전사 성형과 같은 다른 타입의 성형이 이용되는 경우, 희생 이형 필름은 생략될 수 있고 봉합재(62)는 몰드 이형제를 포함할 수 있거나, 또는 캐비티(70)의 내부 표면이 몰드 이형제로 처리되어 봉합재가 몰드의 내부 표면에 부착하지 못하게 할 수 있다.The sacrificial release film is disposed in the cavity between the
도 2c에서, 반도체 다이(24)는 패널 또는 임베디드 다이 패널(72)로서 봉합재(62)를 갖는 몰드(64)로부터 제거된다. 패널(72)은 봉합재(62)를 경화시키는 경화 공정을 선택적으로 겪을 수 있다. 캐리어(56) 및 계면 층(58)은 봉합재(62)의 앞면(78)에 반대편인 봉합재의 뒷면(76)을 노출시키도록 화학적 에칭, 기계적 박리, CMP, 기계적 그라인딩, 열적 베이크, UV 광, 레이저 스캐닝, 습식 스트리핑, 또는 다른 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 봉합재(62)는 캐리어(56), 계면 층(58), 또는 양측 모두가 제거되기 전에 부분적으로 또는 전체적으로 경화된다. 대안으로, 봉합재(62)는 캐리어(56), 계면 층(58), 또는 양측 모두가 제거된 후에 부분적으로 또는 전체적으로 경화될 수 있다.2C, the semiconductor die 24 is removed from the
패널(72)의 뒷면(76)은 절연 층(50)의 뒷면(77)과 실질적으로 동일 평면일 수 있다. 뒷면(76) 및 뒷면(77) 양측 모두는 캐리어(56) 및 계면 층(58)의 제거에 의해 노출될 수 있다. 캐리어(56) 및 계면 층(58)의 제거 후, 도 2c는 임베디드 다이 패널(72) 내에서 반도체 다이(24) 주위에 배치된 봉합재(62)를 도시한다. 패널(72)은 하기에서 더 상세히 기술되는 바와 같이 반도체 패키지를 형성하는 데 필요한 후속 프로세싱을 허용하고 가능하게 하는 임의의 형상 및 크기의 폼팩터 또는 풋프린트를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 패널(72)은 300밀리미터(mm) 반도체 웨이퍼의 폼팩터와 유사한 폼팩터를 포함할 수 있고, 300mm의 직경을 갖는 원형 풋프린트를 포함할 수 있다. 패널(72)은 또한 임의의 다른 바람직한 크기의 것일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형과 같은 형상 또는 포맷을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패널(72)은 본 기술 분야에서 재구성된 웨이퍼로 공지된 것일 수 있다.The
도 2c는 패널(72)이, 표면(78)을 제거하고 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 일부분, 예컨대 RDL 트레이스의 표면(44)을 노출시키기 위해 그리고 RDL 트레이스(40)의 표면(44)과 실질적으로 동일 평면인 봉합재(62) 또는 패널(72)의 새로운 앞면(82)을 노출시키기 위해 패널(72)의 두께를 감소시키도록 그라인더(80)를 사용한 그라인딩 동작을 겪을 수 있다는 것을 도시한다. 화학적 에칭이 또한 패널(72)에서 봉합재(62)의 일부분을 제거 및 평탄화하는 데 이용될 수 있다. 따라서, 반도체 다이(24)의 콘택트 패드(32)에 커플링되는 RDL 트레이스(40)는 패널(72)의 표면(82)에서 봉합재(62)에 대해 노출되어, 반도체 다이(24)와 후속 형성 반도체 패키지 외부의 지점 사이의 전기적 커넥션을 제공할 수 있다. 봉합재(62)의 두께가 두께 T1을 포함하는 두꺼운 RDL 트레이스(40)를 노출시키도록 감소되기 때문에, 반도체 다이(24)의 활성 표면(30) 위에서의 봉합재(62)의 두께도 또한 두께 T1과 같거나 실질적으로 같을 수 있다. 반도체 다이(24)의 뒷면(28) 상에 또는 그 위에 배치되는 절연 층(50)의 두께는 또한 두께 T1과 같거나 실질적으로 같은 두께를 갖도록 형성되어, 반도체 다이(24)의 뒷면(28) 상에 배치된 절연 층(50)의 두께가 활성 표면(30) 상에 또는 그 위에 배치된 봉합재(62)의 최종 두께와 유사하거나 같아서 패키지 힘을 상쇄시키고 비틀림(warpage)을 감소시키게 할 수 있다.Figure 2c shows the panel 72 is removed to remove the surface 78 and expose a portion of the
두꺼운 RDL 트레이스(40)의 일부분이 그라인더(80)로 그라인딩함으로써 노출되는 실시예들에서, 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께는 15 내지 35μm 또는 20 내지 30μm와 실질적으로 같거나 그의 범위 내에 있을 수 있다. 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 일부분이 레이저 어블레이션에 의해 노출되는 다른 실시예들에서, 도 5a에 대해 논의된 바와 같이, 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께는 두꺼운 RDL 트레이스(40)가 그라인딩에 의해 노출되는 경우의 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께보다 작을 수 있다. 비제한적인 예로서, 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께는 두꺼운 RDL 트레이스(40)가 레이저 어블레이션 또는 다른 비그라인딩(non-grinding) 공정에 의해 노출되는 경우에 4 내지 20μm와 실질적으로 같거나 그의 범위 내에 있는 두께를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 실질적으로 같다는 것은 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께의 1μm 미만뿐 아니라 플러스 또는 마이너스 1μm, 2μm, 또는 3μm도 포함할 수 있다.In embodiments in which a portion of the
도 2d는 도 1e로부터의 반도체 다이(24)가 캐리어(56) 및 계면 층(58)에 페이스-다운으로 실장될 수 있는 다른 실시예를 도시하는데, 이 때 활성 표면(30)은 캐리어를 향해 배향되고, 뒷면(28)은 캐리어로부터 멀어지게 배향된다. 반도체 다이(24)는 픽앤플레이스 동작 또는 다른 적합한 동작을 이용하여 캐리어(56) 위에 배치될 수 있다. 반도체 다이(24)를 페이스-다운 구성으로 실장하는 것은, 반도체 다이가 캐리어(36) 또는 계면 층(38) 위에 배치되기 전에 두꺼운 RDL 트레이스(40)가 반도체 다이(24) 위에 형성되어 콘택트 패드(32)에 접속되고, 두께 T1이 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 상부 표면(44) 및 반도체 다이(24)의 활성 표면(30) 또는 절연 층(36)의 상부 표면(37)으로부터 봉합재(62)가 소정 두께, 높이, 또는 오프셋 내에 배치되게 하는 충분한 오프셋을 제공하는 경우에 유리할 수 있다.Figure 2D shows another embodiment in which the semiconductor die 24 from Figure IE can be mounted face down on the
도 2d는 몰드(64)가 캐비티(70)를 갖는 반도체 다이(24)를 봉입하여 도 2b에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 소정 체적의 봉합재(62)로 반도체 다이(24)를 봉합할 수 있다는 것을 추가로 도시한다.2D shows that the
도 2e에서, 반도체 다이(24)는 패널 또는 임베디드 다이 패널(92)로서 봉합재(62)를 갖는 몰드(64)로부터 제거된다. 패널(72)은 하기에서 더 상세히 기술되는 바와 같이 반도체 패키지를 형성하는 데 필요한 후속 프로세싱을 허용하고 가능하게 하는 임의의 형상 및 크기의 폼팩터 또는 풋프린트를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 패널(72)은 300mm 반도체 웨이퍼의 폼팩터와 유사한 폼팩터를 포함할 수 있고, 300mm의 직경을 갖는 원형 풋프린트를 포함할 수 있다. 패널(72)은 또한 임의의 다른 바람직한 크기의 것일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형과 같은 형상 또는 포맷을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패널(72)은 본 기술 분야에서 재구성된 웨이퍼로 공지된 것일 수 있다.2E, the semiconductor die 24 is removed from the
패널(92)은 봉합재(62)를 경화시키는 경화 공정을 선택적으로 겪을 수 있다. 캐리어(56) 및 계면 층(58)은 봉합재(62)의 뒷면(98)에 반대편인 봉합재의 앞면(96)을 노출시키도록 화학적 에칭, 기계적 필링, CMP, 기계적 그라인딩, 열적 베이크, UV 광, 레이저 스캐닝, 습식 스트리핑, 또는 다른 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 봉합재(62)는 캐리어(56), 계면 층(58), 또는 양측 모두가 제거되기 전에 부분적으로 또는 전체적으로 경화된다. 대안으로, 봉합재(62)는 캐리어(56), 계면 층(58), 또는 양측 모두가 제거된 후에 부분적으로 또는 전체적으로 경화될 수 있다.The
캐리어(56) 및 계면 층(58)의 제거 후, 도 2e는 패널(92)의 앞면(96)이 RDL 트레이스(40)의 표면(44)과 실질적으로 동일 평면일 수 있다는 것을 도시한다. 따라서, 반도체 다이(24)의 콘택트 패드(32)에 커플링되는 RDL 트레이스(40)는 패널(92)의 표면(96)에서 봉합재(62)에 대해 노출되어, 반도체 다이(24)와 후속 형성 반도체 패키지 외부의 지점 사이의 전기적 커넥션을 제공할 수 있다.2E shows that the
도 2e는 패널(92)이, 표면(98)을 제거하고 반도체 다이(24)의 뒷면(28)의 일부분을 노출시키기 위해 패널(92)의 두께를 감소시키도록 그라인더(80)를 사용한 그라인딩 동작을 겪을 수 있다는 것을 도시한다. 화학적 에칭이 또한 패널(72)에서 봉합재(62)의 일부분을 제거 및 평탄화하는 데 이용될 수 있다. 패널(92)의 두께를 감소시키는 것은 캐리어(56) 및 테이프(58)의 제거 전 또는 후에 일어날 수 있다. 일부 실시예들에서, 봉합재(62)는 반도체 다이(24)의 뒷면(28)과 직접 접촉할 수 있고, 일정 두께의 봉합재(62)가 뒷면(28) 위에 배치되도록 봉합재의 제거 또는 그라인딩 동안에 일정 두께의 봉합재(62)가 남겨질 수 있다. 일부 실시예들에서, 뒷면(28) 위에 남아 있는 봉합재의 두께는 두께 T1, 또는 반도체 다이의 활성 표면(30) 위에 배치된 봉합재의 두께와 같거나 실질적으로 같을 수 있다. 이와 같이, 뒷면(28) 및 활성 표면(30) 위의 봉합재의 반대편 두께는 패키지 내의 비틀림을 감소 또는 최소화시키도록 후속 형성 패키지의 대향 측부 상에서의 힘을 밸런싱하기 위해 같거나 거의 같을 수 있다.2E shows a
도 2f는 빌드업 상호접속 구조물(106)이 반도체 다이(24) 및 두꺼운 RDL 트레이스(44)와 후속 형성 반도체 패키지 외부의 지점 사이의 전기적 커넥션을 제공하도록 패널(72) 위에 또는 패널(92) 위에 형성될 수 있다는 것을 도시한다. 따라서, 도 2f 및 도 2g에 후속으로 도시된 프로세싱은 도 2b 및 도 2c에 도시된 패널(72)로부터 또는 도 2d 및 도 2e에 도시된 패널(92)로부터 진행할 수 있다. 그러나, 편의상, 도 2f 및 도 2g는 패널(72)에 대해 기술된다. 빌드업 상호접속 구조물(106)은 팬-아웃 상호접속 구조물의 일부를 포함할 수 있는, RDL 트레이스를 포함하는 다수의 RDL을 포함할 수 있다. 빌드업 상호접속 구조물(106)은 다양한 절연 또는 패시베이션 층의 침착 및 패턴화 그리고 다양한 전도성 층의 침착 및 패턴화에 의해 형성될 수 있다.2F shows a top view of the build-up
도 2f는 절연 층(108)이 봉합재(62) 및 두꺼운 RDL 트레이스(42)의 상부 표면(44)에 등각으로 적용되고 그들의 윤곽을 따르는 제1 표면을 가질 수 있는 빌드업 상호접속 구조물의 비제한적인 예를 도시한다. 절연 층(108)은 제1 표면에 반대편인 제2 평면 표면을 가질 수 있다. 절연 층(108)은 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, 액정 폴리머(LCP), 라미네이트 합성 필름, 충전재를 갖는 절연 페이스트, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, 입자 성형 화합물, 폴리이미드, 벤조시클로부텐(BCB), 폴리벤족사졸(PBO), SiO2, Si3N4, SiON, Ta2O5, Al2O3, 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(108)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 이어서, 절연 층(108)은 UV 노출에 이어서 현상을 이용하여 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 패턴화 및 경화될 수 있다. 절연 층(108)의 일부분은 반도체 다이(24) 및 최종 반도체 패키지의 구성 및 설계에 따라 두꺼운 RDL 트레이스(42)의 상부 표면(44)의 일부분을 노출시키는 개구를 형성하도록 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다.2F illustrates the ratio of the build-up interconnect structures that can be applied conformally to the
전기 전도성 층(110)은 두꺼운 RDL 트레이스(42), 봉합재(62), 및 절연 층(108) 위에 패턴화 및 침착될 수 있고, 그들과 접촉할 수 있다. 전도성 층(110)은 Al, Cu, Sn, Ni, Au, Ag, 또는 다른 적합한 전기 전도성 재료의 하나 이상의 층일 수 있고, 시드 층, 접착 층, 또는 배리어 층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 전도성 층(110)의 침착은 PVD, CVD, 전해 도금, 무전해 도금, 또는 다른 적합한 공정을 이용할 수 있다. 절연 층(108) 내의 개구는 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에서 절연 층을 완전히 관통하게 연장될 수 있다. 전도성 층(110)은 반도체 다이(24) 및 두꺼운 전도성 RDL 트레이스(40)로부터 반도체 다이(24) 외부의 지점으로 전기적 커넥션을 연장하는 것을 돕는 복수의 RDL 트레이스를 포함하는 RDL로서 동작할 수 있다. 절연 층(108)에서 개구 내에 형성되는 전도성 층(110)의 일부는 절연 층(108)을 관통해서 전기적 상호접속을 제공하는 수직 상호접속 구조물 또는 비아를 형성할 수 있다. 빌드업 상호접속 구조물(106)의 비제한적인 예가 단일 RDL(110)을 포함하는 도 2f에 도시되어 있지만, 추가적인 RDL이 또한 전도성 층(114)과 두꺼운 RDL(40) 사이의 빌드업 상호접속 구조물(106) 내에 형성되어, 반도체 다이(24)와 반도체 다이(24) 외부의 지점 사이에서 신호를 라우팅하기 위한 추가적인 가요성을 제공할 수 있다.The electrically
도 2f는 절연 또는 패시베이션 층(112)이 절연 층(108) 및 전도성 층(110)에 등각적으로 적용되고 그들의 윤곽을 따른다는 것을 추가로 도시한다. 절연 층(112)은 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, LCP, 라미네이트 합성 필름, 충전재를 갖는 절연 페이스트, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, 입자 성형 화합물, 폴리이미드, BCB, PBO, SiO2, Si3N4, SiON, Ta2O5, Al2O3, 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(112)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 이어서, 절연 층(112)은 UV 노출에 이어서 현상을 이용하여 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 패턴화 및 경화될 수 있다. 절연 층(112)의 일부분은 절연 층을 관통해서 전도성 층(110)의 일부분을 노출시키는 개구를 형성하도록 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다.Figure 2f further illustrates that the insulating or
전기 전도성 층(114)은 전도성 층(110) 및 절연 층(112) 위에 패턴화 및 침착될 수 있고, 그들과 접촉할 수 있다. 전도성 층(114)은 Al, Cu, Sn, Ni, Au, Ag, 또는 다른 적합한 전기 전도성 재료의 하나 이상의 층일 수 있다. 전도성 층(114)의 침착은 PVD, CVD, 전해 도금, 무전해 도금, 또는 다른 적합한 공정을 이용할 수 있다. 전도성 층(114)이 배치될 수 있는 절연 층(112) 내의 개구는 전도성 층(110) 위에서 절연 층을 완전히 관통하게 연장될 수 있다. 전도성 층(114)의 적어도 일부분은 절연 층(112)에서 개구 내에 형성될 수 있고, 절연 층(112)을 관통해서 전기적 상호접속을 제공하는 수직 상호접속 구조물 또는 비아를 형성하여 전도성 층(110)과 접속할 수 있다.The electrically
전도성 층(114)은 패드(116)로서 형성된 상부 부분 또는 표면을 포함할 수 있다. 패드(116)는 전도성 층(114)의 패드(116)가 절연 층(112)의 상부 또는 상측 표면 위에 연장되도록 절연 층(112)에 형성된 개구의 영역보다 더 큰 영역을 포함하는 수평 컴포넌트를 포함할 수 있다. 전도성 층(114)의 패드(116)는 완성된 반도체 패키지의 주변부에 있는 입출력(I/O) 상호접속부일 수 있다. 이와 같이, 패드(116)는 UBM 패드로서 형성될 수 있는데, 이는 도 2g와 관련하여 하기에 더 상세히 기술되는 바와 같이, 반도체 다이(24) 및 패키지 I/O 상호접속부에 대해 전달되는 신호들 사이의 인터페이스를 형성할 수 있다. 대안으로, 패드(116)는 완성된 반도체 패키지의 주변부에서 자체로 I/O 상호접속부이고, 예를 들어 솔더 범프와 같은 다른 I/O 상호접속부에는 커플링되지 않는 LGA 패드로서 형성될 수 있다. 패드(116)는 접착, 배리어, 시드, 및 습윤 층을 비롯한 다수의 금속 층의 스택일 수 있다. 패드(116)는 Ti, 티타늄 질화물(TiN), 티타늄 텅스텐(TiW), Al, Cu, 크롬(Cr), 크롬 구리(CrCu), Ni, 니켈 바나듐(NiV), Pd, 백금(Pt), Au, Ag, 또는 다른 적합한 재료 또는 재료의 조합의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패드(116)는 TiW 시드 층, Cu 시드 층, 및 Cu UBM 층을 포함할 수 있다.The
도 2g는 전기 전도성 범프 재료가, 전술된 바와 같이 반도체 다이(24)와 후속 형성 솔더 범프 또는 다른 I/O 상호접속 구조물 사이에서 중간 전도성 층으로서 작용하는 UBM 패드일 수 있는 패드(116) 위에 침착될 수 있다는 것을 도시한다. 패드(116)는 전도성 층(110) 및 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 저저항성 상호접속부를 제공하는 UBM 패드를 포함할 수 있고, 또한 배리어-솔더 확산 및 솔더 습윤성 증가를 제공할 수 있다. 전기 전도성 범프 재료는 증발, 전해 도금, 무전해 도금, 볼 드롭(ball drop), 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 패드(116) 위에 침착될 수 있다. 범프 재료는 선택적 플럭스 용액(flux solution)을 갖는 Al, Sn, Ni, Au, Ag, Pb, Bi, Cu, 솔더, 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 범프 재료는 공융 Sn/Pb, 고연납 솔더(high-lead solder), 또는 무연납 솔더일 수 있다. 범프 재료는 적합한 부착 또는 접합 공정을 이용하여 패드(116)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 범프 재료는 그의 용융점 이상으로 재료를 가열함으로써 리플로우되어 구형 볼 또는 범프(118)를 형성한다. 일부 응용예에서, 범프(118)는 다시 리플로우되어 패드(116)에 대한 전기 접촉을 개선시킨다. 범프(118)는 또한 패드(116)에 압축 접합될 수 있다. 범프(118)는 패드(116) 위에 형성될 수 있는 한 가지 타입의 상호접속 구조물을 나타낸다. 전도성 페이스트, 스터드 범프, 마이크로 범프, 또는 다른 전기적 상호접속부를 포함한 다른 상호접속 구조물이 또한 사용될 수 있다. 추가적으로, 범프(118)는 QFN 패키지 또는 LGA 패키지를 형성하기 위해 생략될 수 있다.Figure 2g illustrates that the electrically conductive bump material is deposited over the
도 2g는 또한, 범프(116)와 같은 패키지 I/O 상호접속부의 형성 후, 패널 또는 재구성된 웨이퍼(72)가 쏘우 블레이드 또는 레이저 커팅 툴(120)을 사용하여 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(122)를 형성하도록 낱개화될 수 있다는 것을 도시한다.Figure 2g also shows that after the formation of a package I / O interconnect, such as
도 3은 도 1a 내지 도 2g에 도시된 공정에 의해 제조되는 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(122)를 도시한다. 따라서, 도 1a 내지 도 2g 및 반도체 패키지(122)에 도시된 방법은 두꺼운 RDL 층이 반도체 웨이퍼 또는 네이티브 디바이스 웨이퍼 위에 형성되고 그와 접촉하는 팬-인 빌드업 구조물을 포함할 수 있는 공정을 나타낸다. 두꺼운 RDL 층은 반도체 다이의 활성 표면에 수직이고 그로부터 멀리 연장되는 z 방향으로 20μm 이상의 두께 또는 높이를 포함하는 복수의 RDL 트레이스를 포함할 수 있다. 반도체 웨이퍼 또는 네이티브 디바이스 웨이퍼의 두께는 또한, 예컨대 그라인딩 공정에 의해, 감소되거나 얇아질 수 있다. 에폭시 필름(예컨대, 솔더 마스크 라미네이트 필름 또는 다이 부착 에폭시 필름)이 반도체 웨이퍼의 배면 상에 적용될 수 있다. 개개의 반도체 다이는 반도체 웨이퍼를 다이싱함으로써 반도체 웨이퍼로부터 형성 또는 분리될 수 있다.FIG. 3 illustrates an individual semiconductor package or embedded
도 3의 디바이스 및 도 1a 내지 도 2g에 도시된 공정은 또한 이형 필름 또는 테이프가 임시 캐리어 또는 기판에 적용될 수 있다는 것을 나타낸다. 복수의 반도체 다이는 반도체 다이의 활성 표면이 캐리어로부터 멀어지게 배향되는 상태의 페이스-업 위치에서 또는 대안으로 페이스-다운 위치에서 캐리어의 표면에 걸쳐서 어레이에 배치될 수 있다. 캐리어에 실장된 반도체 다이 사이의 간격은 추가적인 팬-아웃 구조물이 최종 반도체 패키지 내에 형성되면서 반도체 다이에 커플링되게 하는 데 충분할 수 있다. 반도체 다이는 반도체 다이의 적어도 4개의 측면뿐만 아니라 앞면 또는 활성 표면을 봉합하도록 압축 성형될 수 있다. 절연 층 또는 필름은 반도체 다이의 뒷면 상에 배치될 수 있다. 반도체 다이의 뒷면 상에 배치되는 필름의 두께는 반도체 다이의 활성 표면 상에 또는 그 위에 배치되는 봉합재, 에폭시 몰드 화합물, 또는 라미네이트 필름의 최종 두께와 유사하거나 같을 수 있다. 봉합된 반도체 다이는 캐리어로부터 제거되는 성형된 패널을 형성할 수 있는데, 그 이후에 봉합재가 경화될 수 있다. 경화 후, 봉합재는 경화될 수 있고, 이어서 모든 두꺼운 RDL 트레이스의 표면이 노출되는 것을 보장하도록 폴리싱 또는 그라인딩된다. 이어서, 팬-아웃 RDL 빌드업 구조물 및 솔더 볼이 성형된 패널 상에 형성될 수 있고, 두꺼운 RDL 트레이스에 커플링 또는 전기 접속될 수 있다. 일부 실시예들에서, 솔더 볼 또는 범프는 QFN 또는 LGA 패키지를 제조하기 위해 생략될 수 있다. 대안으로, 솔더 마스크(건식 필름 또는 액체 타입 중 어느 하나)가 성형된 패널의 상부 위에 또는 그 바로 위에 적용될 수 있고, 팬-인 두꺼운 RDL 트레이스의 희망 부분 또는 팬-아웃 RDL 빌드업 구조물의 희망 부분을 노출시키는 개구를 형성하도록 패턴화될 수 있으며, 그 후 솔더 볼 또는 범프가 솔더 마스크 개구에 배치될 수 있다. 이어서, 패널은 개개의 디바이스로 낱개화 또는 쏘우-낱개화될 수 있다.The device of Fig. 3 and the process shown in Figs. 1A-2G also indicate that the release film or tape can be applied to a temporary carrier or substrate. The plurality of semiconductor die may be disposed in the array in a face-up position in which the active surface of the semiconductor die is oriented away from the carrier, or alternatively in the face-down position, across the surface of the carrier. The spacing between the semiconductor dies mounted on the carrier may be sufficient to allow additional fan-out structures to be coupled into the semiconductor die while being formed in the final semiconductor package. The semiconductor die may be compression molded to seal at least four sides of the semiconductor die as well as the front side or active surface. The insulating layer or film may be disposed on the back side of the semiconductor die. The thickness of the film disposed on the backside of the semiconductor die may be similar or equal to the final thickness of the sealing material, epoxy mold compound, or laminate film disposed on or on the active surface of the semiconductor die. The sealed semiconductor die may form a molded panel that is removed from the carrier, after which the sealant may be cured. After curing, the sealant can be cured and then polished or ground to ensure that the surface of all thick RDL traces is exposed. The fan-out RDL build-up structure and the solder ball may then be formed on the molded panel and coupled or electrically connected to the thick RDL trace. In some embodiments, the solder balls or bumps may be omitted to make a QFN or LGA package. Alternatively, a solder mask (either dry film or liquid type) may be applied on or directly above the molded panel and the desired portion of the fan-in thick RDL trace or the desired portion of the fan-out RDL build- And then a solder ball or bump may be placed in the solder mask opening. The panel can then be singulated or saw-to-singulated into individual devices.
도 3에 대해 도시된 바와 같이 반도체 패키지를 형성함으로써, 최종 반도체 패키지는 단일 몰드 화합물로 봉합되는 활성 표면 및 적어도 4개의 측면을 포함할 수 있다. 몰드 화합물은 또한 반도체 다이 상에 형성 또는 도금될 수 있는 두꺼운 RDL 트레이스 주위에 배치될 수 있지만, 반도체 다이는 여전히 그의 네이티브 반도체 웨이퍼의 일부분이다. 반도체 다이 및 두꺼운 RDL 트레이스는 임시 캐리어 상에 페이스-업으로 배치된 후에 성형될 수 있다. 두꺼운 RDL 트레이스는 봉합된 팬-인 패키지를 생성하도록 성형의 일부분을 그라인딩 또는 제거함으로써 노출될 수 있다. 이어서, 빌드업 팬-아웃 구조물이 봉합된 팬-인 두꺼운 RDL 구조물 위에 구성될 수 있다. 이와 같이, 봉합 또는 성형 공정은 제2 또는 별도의 성형된 언더필 재료를 요구하는 이전의 구조물 및 방법보다 단일 단계에서 더 용이하게 달성될 수 있다. 추가적으로, 두꺼운 RDL 트레이스를 노출시킬 때 공지된 두께로의 봉합재의 제거 또는 아래로의 그라인딩을 통해 패키지 두께의 양호한 조절이 달성되는데, 이는 에폭시 두께의 변형(modulation)을 통해 반도체 패키지의 비틀림의 개선 또는 최적화를 허용한다.By forming a semiconductor package as shown for FIG. 3, the final semiconductor package can include an active surface that is sealed with a single mold compound and at least four sides. The mold compound can also be placed around a thick RDL trace that can be formed or plated on a semiconductor die, but the semiconductor die is still a part of its native semiconductor wafer. Semiconductor die and thick RDL traces can be molded after being placed face-up on a temporary carrier. The thick RDL traces may be exposed by grinding or removing portions of the mold to create a sealed fan-in package. The build-up fan-out structure can then be constructed on the sealed pan-in-thick RDL structure. As such, the sealing or molding process can be more easily achieved in a single step than previous structures and methods requiring a second or separate molded underfill material. In addition, when the thick RDL trace is exposed, good adjustment of the package thickness is achieved through removal of the sealing material to a known thickness or grinding down to achieve improved distortion of the semiconductor package through modulation of the epoxy thickness, Allow optimization.
전술된 바와 같이 반도체 패키지를 형성함으로써, 임시 캐리어 상에의 반도체 다이의 후속 배치를 위해 네이티브 웨이퍼로부터의 낱개화 후의 반도체 다이의 플리핑(flipping)이 필요하지 않다. 배치 공정의 일부로서 다이 플리핑에 대한 필요성을 제거함으로써, 반도체 다이 배치는 더 빠르게 그리고 더 적은 장비 비용으로 달성될 수 있다. 반도체 다이 배치의 비용이 반도체 다이를 패키징하기 위한 상당한 비용일 수 있기 때문에, 패키징 동안에 반도체 다이 배치에 대한 비용을 감소시키는 것은 실질적인 비용 절감 이점을 가져올 수 있다. 유사하게, 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 것은 단일 공정 및 구조를 허용하여, 분리된 재배선 층 및 수직 상호접속부, 예컨대 구리 기둥부의 형성과 같은, 달리 다수의 공정 및 구조로 달성될 이점을 제공한다. 이에 따라, 유리하게도, 팬-아웃 RDL 빌드업 구조물이 전체적으로 몰드 화합물에 적용되는 팬-아웃 반도체 패키지가 형성될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기술된 반도체 디바이스 및 방법은, 기술된 이점 때문에, 전통적인 팬-아웃 구조물에 비해 추가적인 설계 가요성과 함께 저비용의 제조가능한 공정을 제공함으로써 QFN 패키지 및 FGBA(flip-chip ball grid array) 패키지와 같은 다량 패키지 기술을 잠재적으로 대신할 수 있다.By forming the semiconductor package as described above, flipping of the semiconductor die after the singulation from the native wafer is not required for subsequent placement of the semiconductor die on the temporary carrier. By eliminating the need for dip flipping as part of the batch process, semiconductor die placement can be achieved faster and with less equipment cost. Reducing the cost of semiconductor die placement during packaging can result in substantial cost savings since the cost of semiconductor die placement can be a significant cost for packaging semiconductor die. Similarly, forming thick RDL traces allows for a single process and structure, providing the benefits to be achieved with many different processes and structures, such as the formation of separate redistribution layers and vertical interconnects, e.g., copper posts. Thus, advantageously, a fan-out semiconductor package can be formed in which the fan-out RDL build-up structure is entirely applied to the mold compound. Thus, the semiconductor devices and methods described herein provide a QFN package and a flip-chip ball grid array (FGBA) device by providing a low-cost, manufacturable process with additional design flexibility over conventional fan-out structures, It can potentially replace large package techniques such as packages.
도 4는 도 3으로부터의 반도체 패키지(122)와 유사한 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(130)를 도시한다. 반도체 패키지(130)는 빌드업 상호접속 구조물(106) 대신에 빌드업 상호접속 구조물(132)을 포함하는 것에 의해 반도체 패키지(122)와는 상이하다. 따라서, 도 2c 또는 도 2e로부터 계속하면, 빌드업 상호접속 구조물(132)은 절연 층(134)을 두꺼운 전도성 RDL 트레이스(40) 및 봉합재(62) 위에 침착시킴으로써 형성될 수 있고, 그들과 접촉할 수 있다. 절연 층(134)은 봉합재(62) 및 두꺼운 RDL 트레이스(42)의 상부 표면(44)에 등각으로 적용될 수 있고, 그들의 윤곽을 따르는 제1 표면을 가질 수 있다. 절연 층(134)은 제1 표면에 반대편인 제2 평면 표면을 가질 수 있다. 절연 층(134)은 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, LCP, 라미네이트 합성 필름, 충전재를 갖는 절연 페이스트, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, 입자 성형 화합물, 폴리이미드, BCB, PBO, SiO2, Si3N4, SiON, Ta2O5, Al2O3, 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(134)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 이어서, 절연 층(134)은 UV 노출에 이어서 현상을 이용하여 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 패턴화 및 경화될 수 있다. 절연 층(134)의 일부분은 반도체 패키지(130)의 구성 및 설계에 따라 두꺼운 RDL 트레이스(42)의 상부 표면(44)의 일부분을 노출시키는 개구를 형성하도록 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 절연 층(134)은 전기 바이어스 하에 신뢰성 결함(reliability failure)을 방지하는 것을 도울 수 있는 유기 또는 무기 패시베이션 필름일 수 있다.FIG. 4 illustrates an individual semiconductor package or embedded
도 4는 또한 전기 전도성 범프 재료가 두꺼운 전도성 RDL 트레이스(40) 위에 침착될 수 있고 그들과 직접 접촉할 수 있다는 것을 도시한다. 전기 전도성 범프 재료는 증발, 전해 도금, 무전해 도금, 볼 드롭, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 패드(116) 위에 침착될 수 있다. 범프 재료는 선택적 플럭스 용액을 갖는 Al, Sn, Ni, Au, Ag, Pb, Bi, Cu, 솔더, 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 범프 재료는 공융 Sn/Pb, 고연납 솔더, 또는 무연납 솔더일 수 있다. 범프 재료는 적합한 부착 또는 접합 공정을 이용하여 두꺼운 전도성 RDL 트레이스(40)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 범프 재료는 그의 용융점 이상으로 재료를 가열함으로써 리플로우되어 구형 볼 또는 범프(136)를 형성한다. 일부 응용예에서, 범프(136)는 다시 리플로우되어 두꺼운 전도성 RDL 트레이스(40)에 대한 전기 접촉을 개선시킨다. 범프(136)는 또한 두꺼운 전도성 RDL 트레이스(40)에 압축 접합될 수 있다. 범프(136)는 두꺼운 전도성 RDL 트레이스(40) 위에 형성될 수 있는 한 가지 타입의 상호접속 구조물을 나타낸다. 전도성 페이스트, 스터드 범프, 마이크로 범프, 또는 다른 전기적 상호접속부를 포함한 다른 상호접속 구조물이 또한 사용될 수 있다.Figure 4 also shows that the electrically conductive bump material can be deposited on the thick
도 5a 내지 도 5d는 두꺼운 전도성 RDL 트레이스를 포함하는 반도체 패키지의 제조 방법에 대한 다른 실시예를 도시한다. 도 2b로부터 계속해서, 도 5a는 반도체 다이(24)가 패널 또는 임베디드 다이 패널(142)로서 봉합재(62)를 갖는 몰드(64)로부터 제거된다는 것을 도시한다. 패널(142)은 봉합재(62)를 경화시키는 경화 공정을 선택적으로 겪을 수 있다. 패널(142)의 뒷면(146)은 봉합재(62)의 뒷면(146) 및 절연 층(50)의 뒷면(77)으로 구성될 수 있는데, 이들은 서로에 대해 실질적으로 동일 평면일 수 있다. 봉합재(62)의 뒷면(146) 및 절연 층(50)의 뒷면(77) 양측 모두는 도 5b에서 하기에 나타내진 바와 같이 캐리어(56) 및 계면 층(58)의 제거에 의해 노출될 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 봉합재(62)는 임베디드 다이 패널(142) 내에서 반도체 다이(24) 주위에 배치될 수 있다. 패널(142)은 하기에서 더 상세히 기술되는 바와 같이 반도체 패키지를 형성하는 데 필요한 후속 프로세싱을 허용하고 가능하게 하는 임의의 형상 및 크기의 폼팩터 또는 풋프린트를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 패널(142)은 300mm 반도체 웨이퍼의 폼팩터와 유사한 폼팩터를 포함할 수 있고, 300mm의 직경을 갖는 원형 풋프린트를 포함할 수 있다. 패널(142)은 또한 임의의 다른 바람직한 크기의 것일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형과 같은 형상 또는 포맷을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패널(142)은 본 기술 분야에서 재구성된 웨이퍼로 공지된 것일 수 있다.5A-5D illustrate another embodiment of a method of manufacturing a semiconductor package including a thick conductive RDL trace. Continuing from FIG. 2B, FIG. 5A illustrates that the semiconductor die 24 is removed from the
도 5a는 패널(142)이 패널(142)의 두께를 감소시키도록 그리고 봉합재(62)의 앞면(148)을 제거 또는 평탄화시키도록 그라인더(150)를 사용한 그라인딩 동작을 겪을 수 있다는 것을 도시한다. 화학적 에칭이 또한 패널(142)에서 봉합재(62)의 일부분을 제거 및 평탄화하는 데 이용될 수 있다. 그라인딩 동작은 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 배치되는 봉합재(62)의 새로운 앞면(152)을 생성하거나 드러낼 수 있다. 새로운 앞면(152)은 봉합재의 앞면(148)으로부터 봉합재(62)의 두께 T3을 제거함으로써 드러날 수 있다. 앞면(152)은 RDL 트레이스(40)의 표면(44)으로부터 두께 또는 거리 T4만큼 오프셋될 수 있다. 대안으로, 희망 두께 T4가 성형 공정 동안에 조절되는, 트레이스(40)와 앞면(148) 사이의 두께 또는 오프셋과 실질적으로 같은 경우, 봉합재의 두께 T4는 실질적으로 동일한 상태로 유지될 수 있고, 그라인딩 동작 또는 화학적 에칭이 봉합재(62)의 실질적인 두께 T4를 제거하지 않고서 앞면(148)을 평탄화함으로써 두께 T4를 성형 후 두께와 실질적으로 같게 유지할 수 있다.5A illustrates that the
도 5b는 캐리어(56) 및 계면 층(58)이 봉합재(62)의 앞면(148)에 반대편인 봉합재(62)의 뒷면(146)을 노출시키도록 화학적 에칭, 기계적 필링, CMP, 기계적 그라인딩, 열적 베이크, UV 광, 레이저 스캐닝, 습식 스트리핑, 또는 다른 적합한 공정에 의해 패널(142)로부터 제거될 수 있다는 것을 도시한다. 일 실시예에서, 봉합재(62)는 캐리어(56), 계면 층(58), 또는 양측 모두가 제거되기 전에 부분적으로 또는 전체적으로 경화된다. 대안으로, 봉합재(62)는 캐리어(56), 계면 층(58), 또는 양측 모두가 제거된 후에 부분적으로 또는 전체적으로 경화될 수 있다. 유사하게, 캐리어(56) 및 계면 층(58)은 봉합재(62)의 그라인딩 또는 평탄화 전 또는 후에 제거될 수 있다.Figure 5b illustrates that the
도 5b에 추가로 도시된 바와 같이, 개구(156)는 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정, 예컨대 비그라인딩 공정에 의해 봉합재(62)의 앞면(148) 또는 앞면(152)에 형성될 수 있다. 개구(156)는 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 적어도 일부분, 예컨대 두꺼운 RDL 트레이스의 표면(44)을 노출시키도록 봉합재(62)의 일부분을 완전히 관통하게 연장되어 후속 전기적 상호접속을 가능하게 할 수 있다. 개구(156)에는 직선형, 곡선형, 경사형, 또는 각진 측벽(158)이 형성될 수 있다. 따라서, 개구(156)의 측벽(158)은 또한 앞면(148 또는 152)에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 형성될 수 있다. 개구(156)는 패널(142)의 표면(152)을 가로질러서 x 및 y 방향으로 연장되는 하나 이상의 폭 또는 직경 W1을 가질 수 있다. 개구(156)의 단면 형상은 세장형 트렌치를 비롯해서 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 개구 또는 측벽(158)의 높이는 개구의 폭 W1보다 클 수 있거나, 그와 같을 수 있거나, 그보다 작을 수 있다. 일 실시예에서, 개구(156)는 봉합재(62)가 경화되기 전에 그리고 캐리어(56), 계면 층(58), 또는 양측 모두가 제거되기 전에 형성될 수 있다. 대안으로, 개구(156)는 봉합재(62)가 경화된 후에 그리고 캐리어(56), 계면 층(58), 또는 양측 모두가 제거된 후에 형성될 수 있다.The
두꺼운 RDL 트레이스(40)의 일부분이 레이저 어블레이션 또는 다른 비그라인딩 공정에 의해 노출되는 실시예들에서, 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께는 두꺼운 RDL 트레이스(40)가 그라인딩에 의해 노출된 경우의 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께보다 작을 수 있다. 비제한적인 예로서, 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 두께는 두꺼운 RDL 트레이스(40)가 레이저 어블레이션 또는 다른 비그라인딩 공정에 의해 노출되는 경우에 4 내지 20μm, 4 내지 15μm, 4 내지10μm, 또는 4 내지 5μm와 실질적으로 같거나 그의 범위 내에 있는 두께를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 실질적으로 같다는 것은 1μm 미만뿐 아니라 플러스 또는 마이너스 1μm, 2μm, 또는 3μm도 포함할 수 있다.In embodiments in which a portion of the
도 5c는 빌드업 상호접속 구조물(160)이 반도체 다이(24) 및 두꺼운 RDL 트레이스(44)와 후속 형성 반도체 패키지 외부의 지점 사이의 전기적 커넥션을 제공하도록 패널(142) 위에 형성될 수 있다는 것을 도시한다. 빌드업 상호접속 구조물(160)은 팬-아웃 상호접속 구조물의 일부를 포함할 수 있는, RDL 트레이스를 포함하는 다수의 RDL을 포함할 수 있다. 빌드업 상호접속 구조물(160)은 다양한 절연 또는 패시베이션 층의 침착 및 패턴화 그리고 다양한 전도성 층의 침착 및 패턴화에 의해 형성될 수 있다.5C illustrates that build-up
도 5c는 절연 층(162)이 봉합재(62) 및 두꺼운 RDL 트레이스(42)의 상부 표면(44)에 등각으로 적용되고 그들의 윤곽을 따르는 제1 표면을 가질 수 있는 빌드업 상호접속 구조물(160)의 비제한적인 예를 도시한다. 절연 층(162)은 제1 표면에 반대편인 제2 평면 표면을 가질 수 있다. 절연 층(162)은 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, LCP, 라미네이트 합성 필름, 충전재를 갖는 절연 페이스트, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, 입자 성형 화합물, 폴리이미드, BCB, PBO, SiO2, Si3N4, SiON, Ta2O5, Al2O3, 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(162)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 이어서, 절연 층(162)은 UV 노출에 이어서 현상을 이용하여 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 패턴화 및 경화될 수 있다. 절연 층(162)의 일부분은 반도체 다이(24) 및 최종 반도체 패키지의 구성 및 설계에 따라 두꺼운 RDL 트레이스(42)의 상부 표면(44)의 일부분을 노출시키는 개구를 형성하도록 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 절연 층(162)은 개구가 절연 층(162) 및 봉합재(62) 내부에서 그리고 그들을 관통해서 형성되도록 봉합재(62) 내의 개구(158)의 형성 전에 형성 또는 침착될 수 있다. 대안으로, 절연 층(162)은 절연 층 내의 개구가 절연 층만을 관통해서 형성되고 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 표면(44)으로 연장되도록 봉합재(62) 내의 개구(158)의 형성 후에 형성 또는 침착될 수 있다.Figure 5c illustrates a build-up interconnect structure 160 (shown in Figure 5) in which an insulating
전기 전도성 층(164)은 두꺼운 RDL 트레이스(42), 봉합재(62), 및 절연 층(162) 위에 패턴화 및 침착될 수 있고, 그들과 접촉할 수 있다. 전도성 층(164)은 Al, Cu, Sn, Ni, Au, Ag, 또는 다른 적합한 전기 전도성 재료의 하나 이상의 층일 수 있고, 시드 층, 접착 층, 또는 배리어 층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 전도성 층(164)의 침착은 PVD, CVD, 전해 도금, 무전해 도금, 또는 다른 적합한 공정을 이용할 수 있다. 절연 층(162) 내의 개구는 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에서 절연 층을 완전히 관통하게 연장될 수 있다. 전도성 층(164)은 반도체 다이(24) 및 두꺼운 전도성 RDL 트레이스(40)로부터 반도체 다이(24) 외부의 지점으로 전기적 커넥션을 연장하는 것을 돕는 복수의 RDL 트레이스를 포함하는 RDL로서 동작할 수 있다. 절연 층(162)에서 개구 내에 형성되는 전도성 층(164)의 일부는 절연 층(162)을 관통해서 전기적 상호접속을 제공하는 수직 상호접속 구조물 또는 비아를 형성할 수 있다. 빌드업 상호접속 구조물(160)의 비제한적인 예가 단일 RDL(110)을 포함하는 도 2c에 도시되어 있지만, 추가적인 RDL이 또한 전도성 층(168)과 두꺼운 RDL(40) 사이의 빌드업 상호접속 구조물(160) 내에 형성되어, 반도체 다이(24)와 반도체 다이 외부의 지점 사이에서 신호를 라우팅하기 위한 추가적인 가요성을 제공할 수 있다.The electrically
도 5c는 절연 또는 패시베이션 층(166)이 절연 층(162) 및 전도성 층(164)에 등각적으로 적용되고 그들의 윤곽을 따른다는 것을 추가로 도시한다. 절연 층(166)은 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, LCP, 라미네이트 합성 필름, 충전재를 갖는 절연 페이스트, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, 입자 성형 화합물, 폴리이미드, BCB, PBO, SiO2, Si3N4, SiON, Ta2O5, Al2O3, 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(166)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 이어서, 절연 층(166)은 UV 노출에 이어서 현상을 이용하여 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 패턴화 및 경화될 수 있다. 절연 층(166)의 일부분은 절연 층을 관통해서 전도성 층(164)의 일부분을 노출시키는 개구를 형성하도록 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다.Figure 5c further illustrates that the insulating or
전기 전도성 층(168)은 전도성 층(164) 및 절연 층(166) 위에 패턴화 및 침착될 수 있고, 그들과 접촉할 수 있다. 전도성 층(168)은 Al, Cu, Sn, Ni, Au, Ag, 또는 다른 적합한 전기 전도성 재료의 하나 이상의 층일 수 있다. 전도성 층(168)의 침착은 PVD, CVD, 전해 도금, 무전해 도금, 또는 다른 적합한 공정을 이용할 수 있다. 전도성 층(168)이 배치되는 절연 층(166) 내의 개구는 전도성 층(164) 위에서 절연 층을 완전히 관통하게 연장될 수 있다. 전도성 층(168)의 적어도 일부분은 절연 층(166)에서 개구 내에 형성될 수 있고, 절연 층(166)을 관통해서 전기적 상호접속을 제공하는 수직 상호접속 구조물 또는 비아를 형성하여 전도성 층(164)과 접속할 수 있다.The electrically
전도성 층(168)은 패드(170)로서 형성된 상부 부분 또는 표면을 포함할 수 있다. 패드(170)는 전도성 층(168)의 패드(170)가 절연 층(166)의 상부 또는 상측 표면 위에 연장되도록 절연 층(166)에 형성된 개구의 영역보다 더 큰 영역을 포함하는 수평 컴포넌트를 포함할 수 있다. 전도성 층(168)의 패드(170)는 완성된 반도체 패키지의 주변부에 있는 I/O 상호접속부일 수 있다. 이와 같이, 패드(170)는, 예를 들어 솔더 범프와 같은, 완성된 반도체 패키지의 주변부에서 I/O 상호접속부에 커플링되는 UBM 패드 또는 LGA 패드로서 형성될 수 있거나, 또는, 대안으로, 자체로 I/O 상호접속부일 수 있다. 패드(170)는 접착, 배리어, 시드, 및 습윤 층을 비롯한 다수의 금속 층의 스택일 수 있다. 패드(170)는 Ti, TiN, TiW, Al, Cu, Cr, CrCu, Ni, NiV, Pd, Pt, Au, Ag, 또는 다른 적합한 재료 또는 재료의 조합의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패드(170)는 TiW 시드 층, Cu 시드 층, 및 Cu UBM 층을 포함할 수 있다.The
도 5d는 전기 전도성 범프 재료가, 전술된 바와 같이 반도체 다이(24)와 후속 형성 솔더 범프 또는 다른 I/O 상호접속 구조물 사이에서 중간 전도성 층으로서 작용하는 UBM 패드일 수 있는 패드(170) 위에 침착될 수 있다는 것을 도시한다. 패드(170)는 전도성 층(164) 및 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 저저항성 상호접속부를 제공하는 UBM 패드를 포함할 수 있고, 또한 배리어-솔더 확산 및 솔더 습윤성 증가를 제공할 수 있다. 전기 전도성 범프 재료는 증발, 전해 도금, 무전해 도금, 볼 드롭, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 패드(170) 위에 침착될 수 있다. 범프 재료는 선택적 플럭스 용액을 갖는 Al, Sn, Ni, Au, Ag, Pb, Bi, Cu, 솔더, 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 범프 재료는 공융 Sn/Pb, 고연납 솔더, 또는 무연납 솔더일 수 있다. 범프 재료는 적합한 부착 또는 접합 공정을 이용하여 패드(170)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 범프 재료는 그의 용융점 이상으로 재료를 가열함으로써 리플로우되어 구형 볼 또는 범프(172)를 형성한다. 일부 응용예에서, 범프(172)는 다시 리플로우되어 패드(170)에 대한 전기 접촉을 개선시킨다. 범프(172)는 또한 패드(170)에 압축 접합될 수 있다. 범프(172)는 패드(170) 위에 형성될 수 있는 한 가지 타입의 상호접속 구조물을 나타낸다. 전도성 페이스트, 스터드 범프, 마이크로 범프, 또는 다른 전기적 상호접속부를 포함한 다른 상호접속 구조물이 또한 사용될 수 있다.Figure 5d illustrates that the electrically conductive bump material is deposited over the
도 5d는 또한, 범프(170)와 같은 패키지 I/O 상호접속부의 형성 후, 패널 또는 재구성된 웨이퍼(142)가 쏘우 블레이드 또는 레이저 커팅 툴(174)을 사용하여 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(176)를 형성하도록 낱개화될 수 있다는 것을 도시한다. 도 6은 도 5a 내지 도 5d에 도시된 공정에 의해 제조되는 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(176)를 도시한다.Figure 5d also shows that after the formation of a package I / O interconnect, such as
도 7은 도 6으로부터의 반도체 패키지(176)와 유사한 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(180)를 도시한다. 반도체 패키지(180)는 빌드업 상호접속 구조물(160)의 생략에 의해 반도체 패키지(176)와는 상이하다. 대신, 패키지(180)는 뒷면(184) 및 뒷면에 반대편인 앞면(186)을 포함하는 봉합재(182)를 포함한다. 뒷면(184) 및 앞면(186) 양측 모두는 실질적으로 평면일 수 있고, 뒷면은 또한 절연 층(50)의 뒷면(77)과 실질적으로 동일 평면일 수 있다. 봉합재(182)의 앞면(186)은 봉합재(182)의 두께 T5가 봉합재(182)의 앞면(186)으로부터 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 표면(44)까지 연장될 수 있도록 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 표면(44)으로부터의 거리만큼 오프셋될 수 있다.FIG. 7 illustrates an individual semiconductor package or embedded
도 7에 추가로 도시된 바와 같이, 복수의 개구(188)가 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 봉합재(182)의 앞면(186)을 관통해서 봉합재(182) 내에 형성될 수 있다. 개구(188)는 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 적어도 일부분, 예컨대 두꺼운 RDL 트레이스의 표면(44)을 노출시키도록 봉합재(182)의 일부분을 완전히 관통하게 연장되어 후속 전기적 상호접속을 가능하게 할 수 있다. 개구(188)에는 직선형, 곡선형, 경사형, 또는 각진 측벽이 형성될 수 있다. 따라서, 개구(188)의 측벽은 또한 앞면(186)에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 형성될 수 있다. 개구(188)는 반도체 패키지(180)의 앞면(186)을 가로질러서 x 및 y 방향으로 연장되는 하나 이상의 폭 또는 직경 W2를 가질 수 있다. 개구(188)의 단면 형상은 세장형 트렌치를 비롯해서 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 개구(188)의 높이는 개구의 폭 W2보다 클 수 있거나, 그와 같을 수 있거나, 그보다 작을 수 있다. 일 실시예에서, 개구(188)는 봉합재(182)가 경화되거나 충분히 경화되기 전에 그리고 캐리어, 계면 층, 또는 양측 모두가 반도체 다이(24) 및 봉합재(182)로부터 제거되기 전에 형성될 수 있다. 대안으로, 개구(188)는 봉합재(182)가 경화된 후에 그리고 캐리어, 계면 층, 또는 양측 모두가 제거된 후에 형성될 수 있다. 개구(188)는, 하기에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 전도성 범프 구조물을 수용하거나 그와 인터페이싱하기 위해 양립가능하고 바람직한 크기 및 형상을 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 개구(188)의 크기, 체적, 또는 단면적은 도 5b 내지 도 5d에 도시된 개구(156)의 크기, 체적, 또는 단면적보다 클 수 있다.A plurality of
도 7은 또한 전기 전도성 범프 재료가 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 침착될 수 있고 그들과 접촉할 수 있다는 것을 도시한다. 전기 전도성 범프 재료는 증발, 전해 도금, 무전해 도금, 볼 드롭, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 침착될 수 있다. 범프 재료는 선택적 플럭스 용액을 갖는 Al, Sn, Ni, Au, Ag, Pb, Bi, Cu, 솔더, 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 범프 재료는 공융 Sn/Pb, 고연납 솔더, 또는 무연납 솔더일 수 있다. 범프 재료는 적합한 부착 또는 접합 공정을 이용하여 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 범프 재료는 그의 용융점 이상으로 재료를 가열함으로써 리플로우되어 구형 볼 또는 범프(190)를 형성한다. 일부 응용예에서, 범프(190)는 다시 리플로우되어 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 대한 전기 접촉을 개선시킨다. 범프(190)는 또한 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 압축 접합될 수 있다. 범프(190)는 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 형성될 수 있는 한 가지 타입의 상호접속 구조물을 나타낸다. 전도성 페이스트, 스터드 범프, 마이크로 범프, 또는 다른 전기적 상호접속부를 포함한 다른 상호접속 구조물이 또한 사용될 수 있다.Figure 7 also shows that the electrically conductive bump material can be deposited on and contacted with the
도 8은 도 7로부터의 반도체 패키지(180)와 유사한 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(194)를 도시한다. 반도체 패키지(194)는 절연 층(50)의 생략에 의해 반도체 패키지(180)와는 상이하다. 반도체 다이(24)의 뒷면(28) 위에 절연 층(50)이 배치되게 하는 대신, 도 8은 뒷면(28)이 반도체 패키지(194)의 일부분으로서 노출될 수 있다는 것을 도시한다. 반도체 패키지(194)는 뒷면(198) 및 뒷면에 반대편인 앞면(200)을 포함하는 봉합재(196)를 포함한다. 뒷면(198) 및 앞면(200) 양측 모두는 실질적으로 평면일 수 있고, 뒷면은 또한 반도체 다이(24)의 뒷면(28)과 실질적으로 동일 평면일 수 있다. 봉합재(196)의 앞면(200)은 봉합재(196)의 두께 T6이 봉합재(196)의 앞면(200)으로부터 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 표면(44)까지 연장될 수 있도록 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 표면(44)으로부터의 거리만큼 오프셋될 수 있다.FIG. 8 illustrates an individual semiconductor package or embedded
도 8에 추가로 도시된 바와 같이, 복수의 개구(202)가 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 봉합재(196)의 앞면(200)을 관통해서 봉합재(196) 내에 형성될 수 있다. 개구(202)는 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 적어도 일부분, 예컨대 두꺼운 RDL 트레이스의 표면(44)을 노출시키도록 봉합재(196)의 일부분을 완전히 관통하게 연장되어 후속 전기적 상호접속을 가능하게 할 수 있다. 개구(202)에는 직선형, 곡선형, 경사형, 또는 각진 측벽이 형성될 수 있다. 따라서, 개구(202)의 측벽은 또한 앞면(200)에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 형성될 수 있다. 개구(202)는 반도체 패키지(194)의 앞면(200)을 가로질러서 x 및 y 방향으로 연장되는 하나 이상의 폭 또는 직경 W3을 가질 수 있다. 개구(202)의 단면 형상은 세장형 트렌치를 비롯해서 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 개구(202)의 높이는 개구의 폭 W3보다 클 수 있거나, 그와 같을 수 있거나, 그보다 작을 수 있다. 일 실시예에서, 개구(202)는 봉합재(196)가 경화되거나 충분히 경화되기 전에 그리고 캐리어, 계면 층, 또는 양측 모두가 반도체 다이(24) 및 봉합재(196)로부터 제거되기 전에 형성될 수 있다. 대안으로, 개구(202)는 봉합재(196)가 경화된 후에 그리고 캐리어, 계면 층, 또는 양측 모두가 제거된 후에 형성될 수 있다. 개구(202)는, 하기에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 전도성 범프 구조물을 수용하거나 그와 인터페이싱하기 위해 양립가능하고 바람직한 크기 및 형상을 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 개구(202)의 크기, 체적, 또는 단면적은 도 5b 내지 도 5d에 도시된 개구(156)의 크기, 체적, 또는 단면적보다 클 수 있다.A plurality of
도 8은 또한 전기 전도성 범프 재료가 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 침착될 수 있고 그들과 접촉할 수 있다는 것을 도시한다. 전기 전도성 범프 재료는 증발, 전해 도금, 무전해 도금, 볼 드롭, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 침착될 수 있다. 범프 재료는 선택적 플럭스 용액을 갖는 Al, Sn, Ni, Au, Ag, Pb, Bi, Cu, 솔더, 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 범프 재료는 공융 Sn/Pb, 고연납 솔더, 또는 무연납 솔더일 수 있다. 범프 재료는 적합한 부착 또는 접합 공정을 이용하여 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 범프 재료는 그의 용융점 이상으로 재료를 가열함으로써 리플로우되어 구형 볼 또는 범프(204)를 형성한다. 일부 응용예에서, 범프(204)는 다시 리플로우되어 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 대한 전기 접촉을 개선시킨다. 범프(204)는 또한 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 압축 접합될 수 있다. 범프(204)는 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 형성될 수 있는 한 가지 타입의 상호접속 구조물을 나타낸다. 전도성 페이스트, 스터드 범프, 마이크로 범프, 또는 다른 전기적 상호접속부를 포함한 다른 상호접속 구조물이 또한 사용될 수 있다.Figure 8 also shows that the electrically conductive bump material can be deposited on and contacted with the
도 9는 도 8로부터의 반도체 패키지(194)와 유사한 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(208)를 도시한다. 반도체 패키지(208)는 절연 또는 패시베이션 층(210)의 포함에 의해 반도체 패키지(194)와는 상이하다. 절연 층(210)은 에폭시 필름, 열 에폭시, 에폭시 수지, B-스테이지 에폭시 필름, 선택적 아크릴 폴리머를 갖는 UV B-스테이지 필름, 유전체 필름, 또는 다른 적합한 재료일 수 있다. 절연 층(210)은 반도체 패키지(208)의 배면의 실질적으로 전체 위에 배치될 수 있고, 이와 같이, 도 6 및 도 7의 반도체 패키지에서 도시된 바와 같이, 반도체 다이(24)의 영역과 실질적으로 같은 더 작은 풋프린트 대신, 반도체 패키지(208)의 풋프린트와 실질적으로 같은 풋프린트를 포함할 수 있다. 절연 층(210)은 뒷면(212) 및 뒷면에 반대편인 앞면(214)을 포함할 수 있다. 뒷면(212) 및 앞면(214) 양측 모두는 실질적으로 평면일 수 있고, 앞면은 또한 봉합재(196)의 뒷면(198) 및 반도체 다이(24)의 뒷면(28)과 실질적으로 동일 평면일 수 있다.FIG. 9 illustrates an individual semiconductor package or embedded
도 10은 도 7로부터의 반도체 패키지(180)와 유사한 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(218)를 도시한다. 반도체 패키지(218)는 봉합재(196)의 앞면(200)에 등각적으로 적용되고 그와 직접적으로 접촉하는 제1 평면 표면을 포함할 수 있는 절연 또는 패시베이션 층(220)의 포함에 의해 반도체 패키지(194)와는 상이하다. 절연 층(220)은 제1 표면에 반대편인 제2 평면 표면을 가질 수 있다. 절연 층(220)은 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, LCP, 라미네이트 합성 필름, 충전재를 갖는 절연 페이스트, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, 입자 성형 화합물, 폴리이미드, BCB, PBO, SiO2, Si3N4, SiON, Ta2O5, Al2O3, 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(220)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 이어서, 절연 층(220)은 UV 노출에 이어서 현상을 이용하여 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 패턴화 및 경화될 수 있다. 일 실시예에서, 절연 층(220)은 전기적 바이어스 하에서 신뢰성 결함을 방지하는 것을 돕도록 레이저 드릴링에 의한 개구(222)의 형성 전에 봉합재(196) 위에 형성되는 유기 또는 무기 패시베이션 필름일 수 있다.FIG. 10 illustrates an individual semiconductor package or embedded
개구(222)는 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 봉합재(182)의 앞면(186)을 관통해서 절연 층(220) 및 봉합재(182) 내에 형성될 수 있다. 개구(222)는 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 적어도 일부분, 예컨대 두꺼운 RDL 트레이스의 표면(44)을 노출시키도록 절연 층(220) 및 봉합재(182)의 일부분을 완전히 관통하게 연장되어 후속 전기적 상호접속을 가능하게 할 수 있다. 개구(220)에는 직선형, 곡선형, 경사형, 또는 각진 측벽이 형성될 수 있다. 따라서, 개구(220)의 측벽은 또한 앞면(186)에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 형성될 수 있다. 개구(220)는 반도체 패키지(218)의 앞면(186)을 가로질러서 x 및 y 방향으로 연장되는 하나 이상의 폭 또는 직경 W4를 가질 수 있다. 개구(222)의 단면 형상은 세장형 트렌치를 비롯해서 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 개구(222)의 높이는 개구의 폭 W2보다 클 수 있거나, 그와 같을 수 있거나, 그보다 작을 수 있다. 일 실시예에서, 개구(222)는 봉합재(182) 및 절연 층(220)이 경화되거나 충분히 경화되기 전에 그리고 캐리어, 계면 층, 또는 양측 모두가 반도체 다이(24) 및 봉합재(182)로부터 제거되기 전에 형성될 수 있다. 대안으로, 개구(222)는 봉합재(182) 및 절연 층(220)이 경화된 후에 그리고 캐리어, 계면 층, 또는 양측 모두가 제거된 후에 형성될 수 있다. 개구(222)는, 하기에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 전도성 범프 구조물을 수용하거나 그와 인터페이싱하기 위해 양립가능하고 바람직한 크기 및 형상을 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 개구(222)의 크기, 체적, 또는 단면적은 도 5b 내지 도 5d에 도시된 개구(156)의 크기, 체적, 또는 단면적보다 클 수 있다.The
도 10은 또한 전기 전도성 범프 재료가 두꺼운 RDL 트레이스(40), 봉합재(182), 및 절연 층(220) 위에 침착될 수 있고 그들과 접촉할 수 있다는 것을 도시한다. 전기 전도성 범프 재료는 증발, 전해 도금, 무전해 도금, 볼 드롭, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 침착될 수 있다. 범프 재료는 선택적 플럭스 용액을 갖는 Al, Sn, Ni, Au, Ag, Pb, Bi, Cu, 솔더, 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 범프 재료는 공융 Sn/Pb, 고연납 솔더, 또는 무연납 솔더일 수 있다. 범프 재료는 적합한 부착 또는 접합 공정을 이용하여 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 범프 재료는 그의 용융점 이상으로 재료를 가열함으로써 리플로우되어 구형 볼 또는 범프(224)를 형성한다. 일부 응용예에서, 범프(224)는 다시 리플로우되어 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 대한 전기 접촉을 개선시킨다. 범프(224)는 또한 두꺼운 RDL 트레이스(40)에 압축 접합될 수 있다. 범프(224)는 두꺼운 RDL 트레이스(40) 위에 형성될 수 있는 한 가지 타입의 상호접속 구조물을 나타낸다. 전도성 페이스트, 스터드 범프, 마이크로 범프, 또는 다른 전기적 상호접속부를 포함한 다른 상호접속 구조물이 또한 사용될 수 있다.Figure 10 also shows that the electrically conductive bump material can be deposited on and contacted with the
도 11은 도 7로부터의 반도체 패키지(180)와 유사한 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(225)를 도시한다. 반도체 패키지(225)는 두꺼운 RDL(40)과 반도체 패키지(225) 외부의 지점 사이에서 연장되고 그들 사이에 전기적 상호접속 커넥션을 제공하는 전도성 상호접속부(226)의 포함에 의해 반도체 패키지(180)와는 상이하다. 전도성 상호접속부(226)는, 적어도 부분적으로 개구(228) 내에 형성될 수 있다. 개구(228)는 레이저 어블레이션, 에칭, 또는 다른 적합한 공정에 의해 봉합재(182)의 앞면(186)을 관통해서 봉합재(182) 내에 형성될 수 있다. 개구(228)는 두꺼운 RDL 트레이스(40)의 적어도 일부분, 예컨대 두꺼운 RDL 트레이스의 표면(44)을 노출시키도록 봉합재(182)의 일부분을 완전히 관통하게 연장되어 후속 전기적 상호접속을 가능하게 할 수 있다. 개구(228)에는 직선형, 곡선형, 경사형, 또는 각진 측벽이 형성될 수 있다. 따라서, 개구(228)의 측벽은 또한 앞면(186)에 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 형성될 수 있다. 개구(220)는 반도체 패키지(225)의 앞면(186)을 가로질러서 x 및 y 방향으로 연장되는 하나 이상의 폭 또는 직경 W5를 가질 수 있다. 개구(228)의 단면 형상은 세장형 트렌치를 비롯해서 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 개구(228)의 높이는 개구의 폭 W5보다 클 수 있거나, 그와 같을 수 있거나, 그보다 작을 수 있다. 일 실시예에서, 개구(228)는 개구(228) 내에 형성된 전도성 상호접속부(226)가 폭 W5보다 더 큰 높이를 포함하는 전도성 기둥부로서 구성되도록 폭보다 더 큰 높이로 형성된다. 전도성 상호접속부(226)는 20 내지 100μm의 범위 내의 또는 그와 실질적으로 같은 높이를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 개구(228)는 봉합재(182)가 경화되거나 충분히 경화되기 전에 그리고 캐리어, 계면 층, 또는 양측 모두가 반도체 다이(24) 및 봉합재(182)로부터 제거되기 전에 형성될 수 있다. 대안으로, 개구(228)는 봉합재(182)가 경화된 후에 그리고 캐리어, 계면 층, 또는 양측 모두가 제거된 후에 형성될 수 있다.FIG. 11 illustrates an individual semiconductor package or embedded
전도성 상호접속부(226)는 또한 전도성 상호접속부(226)의 일부분이 패드(227)로서 형성되도록 형성될 수 있다. 패드(227)는 봉합재(182)의 앞면(186)에 인접할 수 있고, 전도성 상호접속부(226)의 패드(227)가 봉합재(182)의 앞면(186)의 상부 또는 상측 표면 위에 연장되도록 개구(228)의 면적보다 더 큰 면적 및 폭 W5보다 더 큰 폭을 포함할 수 있다. 전도성 상호접속부(226)의 패드(227)는 완성된 반도체 패키지의 주변부에 있는 I/O 상호접속부일 수 있다. 이와 같이, 패드(227)는, 하기에서 더 상세히 기술되는 바와 같이 반도체 다이(24) 및 패키지 I/O 상호접속부에 대해 전달되는 신호들 사이의 인터페이스를 형성할 수 있는 UBM 패드로서 형성될 수 있다. 대안으로, 패드(227)는 완성된 반도체 패키지의 주변부에서 자체로 I/O 상호접속부이고, 예를 들어 솔더 범프와 같은 다른 I/O 상호접속부에는 커플링되지 않는 LGA 패드로서 형성될 수 있다. 패드(227)는 접착, 배리어, 시드, 및 습윤 층을 비롯한 다수의 금속 층의 스택일 수 있다. 패드(227)는 Ti, TiN, TiW, Al, Cu, Cr, CrCu, Ni, NiV, Pd, Pt, Au, Ag, 또는 다른 적합한 재료 또는 재료의 조합의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패드(227)는 TiW 시드 층, Cu 시드 층, 및 Cu UBM 층을 포함할 수 있다.The
도 11은 또한 전기 전도성 범프 재료가 전도성 상호접속부(226) 위에 침착될 수 있고 봉합재(182) 및 전도성 상호접속부(226)와 접촉할 수 있다는 것을 도시한다. 전기 전도성 범프 재료는 증발, 전해 도금, 무전해 도금, 볼 드롭, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 전도성 상호접속부(226) 위에 침착될 수 있다. 범프 재료는 선택적 플럭스 용액을 갖는 Al, Sn, Ni, Au, Ag, Pb, Bi, Cu, 솔더, 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 범프 재료는 공융 Sn/Pb, 고연납 솔더, 또는 무연납 솔더일 수 있다. 범프 재료는 적합한 부착 또는 접합 공정을 이용하여 전도성 상호접속부(226)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 범프 재료는 그의 용융점 이상으로 재료를 가열함으로써 리플로우되어 구형 볼 또는 범프(230)를 형성한다. 일부 응용예에서, 범프(230)는 다시 리플로우되어 전도성 상호접속부(226)에 대한 전기 접촉을 개선시킨다. 범프(230)는 또한 전도성 상호접속부(226)에 압축 접합될 수 있다. 범프(230)는 전도성 상호접속부(226) 위에 형성될 수 있는 한 가지 타입의 상호접속 구조물을 나타낸다. 전도성 페이스트, 스터드 범프, 마이크로 범프, 또는 다른 전기적 상호접속부를 포함한 다른 상호접속 구조물이 또한 사용될 수 있다.11 also illustrates that an electrically conductive bump material may be deposited over the
도 12는 도 11로부터의 반도체 패키지(225)와 유사한 개개의 반도체 패키지 또는 임베디드 다이 패키지(234)를 도시한다. 반도체 패키지(234)는 봉합재(182)의 앞면(186)에 등각적으로 적용되고 그와 직접적으로 접촉하는 제1 평면 표면을 포함할 수 있는 절연 또는 패시베이션 층(236)의 포함에 의해 반도체 패키지(225)와는 상이하다. 절연 층(236)은 제1 표면에 반대편인 제2 평면 표면을 가질 수 있다. 절연 층(236)은 감광성 저온 경화 유전체 레지스트, 감광성 복합 레지스트, LCP, 라미네이트 합성 필름, 충전재를 갖는 절연 페이스트, 솔더 마스크 레지스트 필름, 액체 성형 화합물, 입자 성형 화합물, 폴리이미드, BCB, PBO, SiO2, Si3N4, SiON, Ta2O5, Al2O3, 또는 유사한 절연 및 구조적 특성을 갖는 다른 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 절연 층(236)은 프린팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 적층, 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 침착될 수 있다. 이어서, 절연 층(236)은 UV 노출에 이어서 현상을 이용하여 또는 다른 적합한 공정을 이용하여 패턴화 및 경화될 수 있다. 일 실시예에서, 절연 층(236)은 전기적 바이어스 하에서 신뢰성 결함을 방지하는 것을 돕도록 레이저 드릴링에 의한 개구(228)의 형성 전에 봉합재(182) 위에 형성되는 유기 또는 무기 패시베이션 필름일 수 있다. 다른 실시예들에서, 개구(228)는 절연 층(236)의 형성 전에 형성될 수 있다.FIG. 12 shows an individual semiconductor package or embedded
그렇지 않으면, 개구(228), 전도성 상호접속부(226), 패드(227), 및 범프(230)는 도 11에 대해 전술된 바와 같이 패키지(225)의 것들과 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다.Alternatively, the
전술한 명세서에서, 본 발명의 다양한 실시예들이 기술되었다. 그러나, 첨부된 청구범위에 기술되는 바와 같은 본 발명의 더 넓은 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 그에 대해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 관점이 아니라 예시적인 관점에서 고려되어야 한다.In the foregoing specification, various embodiments of the invention have been described. It will, however, be evident that various modifications and changes may be made thereto without departing from the broader spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. Accordingly, the specification and figures are to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense.
Claims (20)
복수의 반도체 다이의 활성 표면 위에 상기 복수의 반도체 다이 상의 콘택트 패드에 전기적으로 접속되는 복수의 두꺼운 재배선 층(RDL) 트레이스를 형성하는 단계;
상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 포함하는 상기 복수의 반도체 다이를 낱개화하는 단계;
임시 캐리어 위에 상기 낱개화된 복수의 반도체 다이를 실장하는 단계 - 상기 복수의 반도체 다이의 상기 활성 표면은 상기 임시 캐리어로부터 멀어지게 배향됨 -;
상기 복수의 반도체 다이 각각의 상기 활성 표면 및 적어도 4개의 측면 위에, 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 위에, 그리고 상기 임시 캐리어 위에 봉합재 재료를 배치하는 단계;
상기 봉합재 재료에 대해 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스를 노출시키도록 상기 봉합재 재료를 관통하는 비아를 형성하는 단계;
상기 임시 캐리어를 제거하는 단계; 및
상기 복수의 반도체 다이를 낱개화하는 단계를 포함하는, 방법.A method of manufacturing a semiconductor package,
Forming a plurality of thick redistribution layer (RDL) traces electrically connected to the contact pads on the plurality of semiconductor dies on the active surface of the plurality of semiconductor dies;
Isolating the plurality of semiconductor dies including the plurality of thick RDL traces;
Mounting the plurality of single-sided semiconductor die on a temporary carrier, the active surface of the plurality of semiconductor die being oriented away from the temporary carrier;
Placing a seal material over the plurality of thick RDL traces and over the temporary carrier over the active surface and at least four sides of each of the plurality of semiconductor dies;
Forming vias through the seam material to expose at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces to the seam material;
Removing the temporary carrier; And
And singulating the plurality of semiconductor dies.
5마이크로미터 초과의 두께 또는 높이를 포함하는 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계; 및
레이저 어블레이션(laser ablation)을 이용하여 상기 봉합재 재료를 관통하는 상기 비아를 형성하는 단계 - 상기 봉합재 재료는 광이미징불가(non-photoimagable) 재료임 - 를 추가로 포함하는, 방법.The method according to claim 1,
Forming the plurality of thick RDL traces including a thickness or height of greater than 5 micrometers; And
Forming the vias through the seam material using laser ablation, wherein the seam material is a non-photoimagable material. ≪ Desc / Clms Page number 13 >
상기 적어도 하나의 두꺼운 트레이스에 커플링되는 전기적 상호접속부를 형성하는 단계 - 상기 전기적 상호접속부는 상기 반도체 패키지의 외부로 연장됨 -; 및
상기 전기적 상호접속부를 UBM(under bump metallization) 패드, LGA(land grid array) 패드, QFN(quad-flat non-leads) 패드, 또는 범프로서 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.The method of claim 3,
Forming an electrical interconnect that is coupled to the at least one thick trace, the electrical interconnect extending out of the semiconductor package; And
Further comprising forming the electrical interconnect as an under bump metallization (UBM) pad, a land grid array (LGA) pad, a quad-flat non-leads (QFN) pad, or a bump.
반도체 다이의 활성 표면 위에 복수의 두꺼운 재배선 층(RDL) 트레이스를 형성하는 단계 - 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스는 상기 반도체 다이의 상기 활성 표면 상의 콘택트 패드에 접속됨 -;
상기 반도체 다이의 상기 활성 표면 및 적어도 4개의 측면 위에 그리고 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 위에 봉합재 재료를 배치하는 단계;
상기 봉합재 재료에 대해 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스를 노출시키는 단계; 및
상기 적어도 하나의 두꺼운 트레이스에 커플링되는 전기적 상호접속부를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.A method of manufacturing a semiconductor package,
Forming a plurality of thick redistribution layer (RDL) traces on the active surface of the semiconductor die, the plurality of thick RDL traces being connected to the contact pads on the active surface of the semiconductor die;
Placing the seal material over the active surface and at least four sides of the semiconductor die and over the plurality of thick RDL traces;
Exposing at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces to the seam material; And
And forming electrical interconnects coupled to the at least one thick trace.
5마이크로미터 초과의 두께 또는 높이를 포함하는 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계; 및
상기 봉합재 재료에 대해 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 상기 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스를 노출시키도록 레이저 어블레이션을 이용하여 상기 봉합재 재료를 관통하는 비아를 형성하는 단계 - 상기 봉합재 재료는 광이미징불가 재료임 - 를 추가로 포함하는, 방법.8. The method of claim 7,
Forming the plurality of thick RDL traces including a thickness or height of greater than 5 micrometers; And
Forming a via through the seam material using laser ablation to expose the at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces to the seam material, Wherein the method further comprises:
상기 두꺼운 RDL 트레이스의 높이가 상기 두꺼운 RDL 트레이스의 최소 폭보다 더 크도록 20마이크로미터 초과의 두께 또는 높이를 포함하는 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계; 및
상기 봉합재 재료에 대해 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 상기 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스를 그라인딩에 의해 노출시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.9. The method of claim 8,
Forming the plurality of thick RDL traces including a thickness or height greater than 20 micrometers such that the height of the thick RDL trace is greater than the minimum width of the thick RDL trace; And
Further comprising exposing the at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces to the seam material material by grinding.
상기 적어도 하나의 두꺼운 트레이스에 커플링되는 전기적 상호접속부를 형성하는 단계 - 상기 전기적 상호접속부는 상기 반도체 패키지의 외부로 연장됨 -; 및
상기 전기적 상호접속부를 UBM 패드, LGA 패드, QFN 패드, 또는 범프로서 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.11. The method of claim 10,
Forming an electrical interconnect that is coupled to the at least one thick trace, the electrical interconnect extending out of the semiconductor package; And
Further comprising forming the electrical interconnect as a UBM pad, an LGA pad, a QFN pad, or a bump.
상기 반도체 다이의 상기 활성 표면 위에 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 형성하는 단계 - 상기 반도체 다이는 네이티브 반도체 웨이퍼의 일부임 -; 및
상기 네이티브 웨이퍼로부터 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스를 포함하는 상기 반도체 다이를 낱개화하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.8. The method of claim 7,
Forming the plurality of thick RDL traces over the active surface of the semiconductor die, the semiconductor die being part of a native semiconductor wafer; And
Further comprising singulating the semiconductor die comprising the plurality of thick RDL traces from the native wafer.
반도체 다이의 활성 표면 위에 배치되고 상기 반도체 다이의 풋프린트 내에 배치되는 복수의 두꺼운 RDL 트레이스;
상기 활성 표면 위에, 상기 반도체 다이의 적어도 4개의 측면 위에, 그리고 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 위에 배치되는 봉합재 재료; 및
상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스의 일부분에 커플링되는 전도성 상호접속부 - 상기 복수의 두꺼운 RDL 트레이스 중 상기 적어도 하나의 두꺼운 RDL 트레이스의 상기 일부분은 상기 봉합재 재료에 대해 노출됨 - 를 포함하는, 반도체 패키지.A semiconductor package comprising:
A plurality of thick RDL traces disposed on the active surface of the semiconductor die and disposed within a footprint of the semiconductor die;
A seal material disposed over the active surface, over at least four sides of the semiconductor die, and over the plurality of thick RDL traces; And
A conductive interconnect coupled to a portion of at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces wherein the portion of the at least one thick RDL trace of the plurality of thick RDL traces is exposed to the seaming material / RTI >
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