KR20180023493A - 반도체 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 반도체 패키지는 기판의 제1면에 배치되는 제1전자부품; 상기 제1전자부품에 배치되는 제1도전성 부재; 상기 제1전자부품을 덮도록 구성되고, 상기 제1도전성 부재를 외부로 개방시키는 구멍이 형성되는 밀봉 부재; 및 상기 구멍에 배치되고, 상기 제1전도성 부재와 연결되는 제2도전성 부재;를 포함한다.

Description

반도체 패키지{Semiconductor Package}
본 발명은 전자부품의 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 구성된 반도체 패키지에 관한 것이다.
반도체 패키지의 소형화 및 박형화가 요구됨에 따라, 전자부품의 집적도가 높은 반도체 패키지가 제조되고 있다. 그런데 이러한 반도체 패키지는 하나의 기판에 다수의 전자부품이 집적되어 있으므로 과열되기 쉬울 뿐만 아니라 열로 인한 오작동이 발생하기 쉽다.
따라서 전자부품에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 반도체 패키지의 개발이 요청된다. 참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다.
JP 2008-192714 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전자부품에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있도록 구성된 반도체 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 패키지는 기판의 제1면에 배치되는 제1전자부품; 상기 제1전자부품에 배치되는 제1도전성 부재; 상기 제1전자부품을 덮도록 구성되고, 상기 제1도전성 부재를 외부로 개방시키는 구멍이 형성되는 밀봉 부재; 및 상기 구멍에 배치되고, 상기 제1전도성 부재와 연결되는 제2도전성 부재;를 포함한다.
본 발명은 반도체 패키지의 발열로 인한 오작동 등의 문제점을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 반도체 패키지의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 반도체 패키지의 A-A 단면도
도 3은 도 2에 도시된 B 부분의 확대도
도 4는 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지의 사시도
도 5는 도 4에 도시된 반도체 패키지의 C-C 단면도
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지의 사시도
도 7은 도 6에 도시된 반도체 패키지의 D-D 단면도
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지의 사시도
도 9는 도 8에 도시된 반도체 패키지의 E-E 단면도
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지의 사시도
도 11은 도 10에 도시된 반도체 패키지의 F-F 단면도
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하여 일 실시 예에 따른 반도체 패키지를 설명한다.
반도체 패키지 모듈(100)은 기판(110), 밀봉 부재(140)를 포함할 수 있다. 아울러, 반도체 패키지 모듈(100)은 솔더 볼을 더 포함할 수 있다. 아울러, 반도체 패키지 모듈(100)은 쉴드 캔을 더 포함할 수 있다. 아울러, 반도체 패키지 모듈(100)은 패키지를 구성하는데 필요한 다른 부품을 더 포함할 수 있다.
기판(110)은 절연재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 수지, 세라믹 등의 재질로 이루어질 수 있다. 아울러, 기판(110)은 하나 이상의 전기회로를 구성하는 인쇄 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(110)의 상면에는 제1인쇄 회로가 형성되고, 기판(110)의 하면에는 제2인쇄 회로가 형성될 수 있다. 제1인쇄 회로와 제2인쇄 회로는 기판(110)을 관통하는 비아 전극을 통해 상호 연결될 수 있다. 그러나 필요에 따라 제1인쇄 회로와 제2인쇄 회로는 연결되지 않을 수도 있다.
밀봉 부재(140)는 기판(110)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재(140)는 기판(110)의 일 면 또는 양면에 형성될 수 있다. 밀봉 부재(140)는 소정의 높이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재(140)는 기판(110)에 배치된 전자부품들(130)을 완전히 덮을 수 있는 높이로 형성될 수 있다. 그러나 필요에 따라, 밀봉 부재(140)는 전자부품(130)의 일 부분만을 덮도록 형성될 수도 있다.
밀봉 부재(140)는 절연성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재(140)는 수지 재질로 이루어질 수 있다. 그러나 밀봉 부재(140)의 재질이 수지로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 밀봉 부재(140)는 금속 분말이 포함된 혼합 재질일 수 있다. 이와 같은 재질의 밀봉 부재(140)는 통한 유해전자파를 차폐할 수 있다.
밀봉 부재(140)는 반도체 패키지(100)의 내부에서 발생하는 열을 방출할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 밀봉 부재(140)에는 반도체 패키지(100)의 내부로 연장되는 다수의 구멍(142)이 형성된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 일 실시 예에 따른 반도체 패키지의 단면 형태를 설명한다.
반도체 패키지(100)는 전자부품(130)을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 전자부품(130)은 기판(110)에 배치된다. 전자부품(130)은 상호 연결될 수 있다. 예를 들어, 이웃한 전자부품(130)은 기판(110)의 인쇄 회로에 의해 연결될 수 있다.
반도체 패키지(100)는 전자부품(130)에서 발생하는 열을 방출할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 반도체 패키지(100)는 전자부품(130)과 연결되는 도전성 부재(150, 160)를 포함한다.
도전성 부재(150, 160)는 제1도전성 부재(150) 및 제2도전성 부재(160)를 포함한다. 제1도전성 부재(150)는 전자부품(130)에 배치되고, 제2도전성 부재(160)는 밀봉 부재(140)에 배치된다.
제1도전성 부재(150)는 전자부품(130)의 넓은 영역에 배치된다. 예를 들어, 제1도전성 부재(150)는 전자부품(130)의 상면에 배치된다. 그러나 제1전도성 부재(150)의 배치위치가 전자부품(130)의 상면으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1도전성 부재(150)는 전자부품(130)의 측면에 형성되거나 또는 전자부품(130)의 상면 및 측면에 모두 형성될 수 있다.
제2도전성 부재(160)는 밀봉 부재(140)의 구멍(142)에 배치된다. 부연 설명하면, 제2도전성 부재(160)는 구멍(142)의 내면에 배치된다. 제2도전성 부재(160)는 제1도전성 부재(150)와 연결된다. 예를 들어, 제2도전성 부재(160)는 구멍(142)의 길이방향을 따라 연장 형성되어 제1도전성 부재(150)와 연결될 수 있다.
도 3을 참조하여 도전성 부재를 상세히 설명한다.
도전성 부재(150, 160)는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도전성 부재(150, 160)는 시드층(152, 162) 및 금속층(154, 164)을 포함한다. 시드층(152, 162)은 STS를 포함할 수 있고, 금속층(154, 164)은 Cu를 포함할 수 있다. 그러나 시드층(152, 162) 및 금속층(154, 164)의 재질이 전술된 STS와 Cu로 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 구성된 도전성 부재(150, 160)는 전자부품(130) 및 밀봉 부재(140)에 견고하게 형성되어, 전자부품(130)으로부터 발생하는 열을 외부로 신속하게 전달할 수 있다.
반도체 패키지(100)는 도전성 부재(150, 160)를 보호하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 패키지(100)는 산화방지층(170)을 더 포함한다. 산화방지층(170)은 도전성 부재(150, 160)의 표면에 형성된다. 예를 들어, 산화방지층(170)은 구멍(142)에 의해 노출되는 제1도전성 부재(150)의 일 부분과 구멍(142)의 내면에 형성된 제2도전성 부재(160)의 전체를 덮도록 형성될 수 있다.
위와 같이 구성된 반도체 패키지(100)는 전자부품(130)에서 발생하는 열이 밀봉 부재(140)의 구멍(142)과 도전성 부재(150, 160)에 의해 외부로 방출되므로 전자부품(130)의 과열현상을 사전에 방지할 수 있다.
다음에서는 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지들을 설명한다. 참고로, 이하의 설명에서 전술된 실시 예와 동일한 구성요소는 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용하고 이들 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 4를 참조하여 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지를 설명한다.
본 실시 예에 따른 반도체 패키지(102)는 밀봉 부재(140)의 구멍(142) 형상에 있어서 전술된 실시 예와 구별된다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 밀봉 부재(140)의 구멍(142)은 경사면을 갖는 형태일 수 있다.
본 실시 예에 따른 반도체 패키지(102)는 기판의 배치 형태에 있어서 전술된 실시 예와 구별된다. 예를 들어, 반도체 패키지(102)는 기판(110)과 보조 기판(120)을 포함할 수 있다. 보조 기판(120)은 기판(110)의 하면에 배치된다.
도 5를 참조하여 본 실시 예에 따른 반도체 패키지의 단면 형태를 설명한다.
본 실시 예에 따른 반도체 패키지(102)는 전자부품의 배치 형태에 있어서 전술된 실시 예와 구별된다. 예를 들어, 반도체 패키지(102)는 기판(110)의 상부 및 하부에 전자부품(130, 132)이 각각 배치된다. 대체로 대형 전자부품(130)은 기판(110)의 상부에 배치되고, 대체로 소형 전자부품(132)은 기판(110)의 하부에 배치된다. 부연 설명하면, 소형 전자부품(132)은 보조 기판(120)에 의해 둘러싸인 공간에 배치된다.
적어도 일부 전자부품(130, 132)은 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전자부품(130)과 전자부품(132)은 기판(110)에 형성된 인쇄 회로 및 비아 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나 모든 전자부품들(130, 132)이 상호 연결되는 것은 아니다. 예를 들어, 일부 전자부품(130, 132)은 다른 전자부품들과 전기적으로 연결되지 않을 수도 있다.
본 실시 예에 따른 반도체 패키지(102)는 전술한 바와 같이 보조 기판(120)을 포함한다. 보조 기판(120)은 비아 전극(122)과 솔더 볼(124)을 포함한다. 비아 전극(122)은 기판(110)의 인쇄 회로와 연결되고, 솔더 볼(124)은 다른 반도체 패키지 또는 기타 다른 전자기기와 연결될 수 있다.
본 실시 예에 따른 반도체 패키지(102)는 전술한 바와 같이 밀봉 부재(140)의 구멍(142) 형태에 있어서 전술된 실시 예와 구별된다. 밀봉 부재(140)의 구멍(142)은 도 5에 도시된 바와 같이 내면이 경사지게 형성될 수 있다.
위와 같이 구성된 반도체 패키지(102)는 외부로 노출되는 구멍(142)의 표면적이 전술된 형태의 구멍보다 크므로, 전자부품(130)의 열을 더욱 효과적으로 방출시킬 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지를 설명한다.
본 실시 예에 따른 반도체 패키지(104)는 구멍(142)의 형태에 있어서 전술된 실시 예들과 구별된다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 반도체 패키지(104)에서 밀봉 부재(140)의 구멍(142)은 단면적이 다른 복수의 영역을 포함한다.
구멍(142)은 제1확장부(1422)와 제2확장부(1424)를 포함한다. 제1확장부(1422)는 전자부품(130)과 인접한 부분에 형성되며, 제1단면적(W1)을 가진다. 제2확장부(1424)는 밀봉 부재(140)의 외부 표면과 인접한 부분에 형성되며, 제2단면적(W2)을 가진다.
구멍(142)의 제1확장부(1422)는 구멍(142)의 제2확장부(1424)보다 작게 형성된다. 다시 말해, 구멍(142)은 전자부품(130)으로부터 밀봉 부재(140)의 외부 표면으로 갈수록 단면적이 증가하는 형태일 수 있다.
위와 같이 구성된 반도체 패키지(104)는 구멍(142)의 단면적이 밀봉 부재(140)의 외부 표면으로 갈수록 확장되므로, 구멍(142) 및 도전성 부재(150, 160)를 통한 열의 방출이 원활하게 이루어질 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 구멍(142)에 2개의 확장영역(1422, 1424)이 형성되는 것으로 설명되었으나, 필요에 따라 구멍(142)에 3개 이상의 확장영역이 형성될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지를 설명한다.
본 실시 예에 따른 반도체 패키지(106)는 방열 부재(180)를 더 포함한다는 점에서 전술된 실시 예들과 구별된다. 이하에서 방열 부재(180)를 상세히 설명한다.
방열 부재(180)는 밀봉 부재(140)에 배치된다. 예를 들어, 방열 부재(180)는 밀봉 부재(140)의 상부에 배치될 수 있다. 그러나 방열 부재(180)의 배치 위치가 밀몽 부재(140)의 상부로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 방열 부재(180)는 밀봉 부재(140)의 측면에도 배치될 수 있다.
방열 부재(180)는 대체로 판 형태일 수 있다. 예를 들어, 방열 부재(180)는 직사각 또는 정사각 형태의 얇은 판 형태일 수 있다. 그러나 방열 부재(180)의 형태가 사각 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 방열 부재(180)는 원, 타원, 다각 형태로 변형될 수 있다.
방열 부재(180)는 구멍(142)이 형성되는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 방열 부재(180)는 구멍(142)이 형성된 전체 영역을 포함할 수 있도록 배치될 수 있다. 또는 복수의 방열 부재(180)는 구멍(142)이 형성된 전체 영역을 포함할 수 있도록 간격을 두고 배치될 수 있다.
방열 부재(180)는 도전성 부재(150, 160)와 연결되도록 배치된다. 예를 들어, 방열 부재(180)는 구멍(142)의 내면에 형성된 제2도전성 부재(160)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이를 통해 제1도전성 부재(150)와도 전기적으로 연결될 수 있다.
위와 같이 구성된 반도체 패키지(106)는 전자부품(130)의 열이 도전성 부재(150, 160)와 연결된 방열 부재(180)를 통해 밀봉 부재(140)의 외부로 넓게 방출되므로, 전자부품(130)의 과열현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 반도체 패키지를 설명한다.
본 실시 예에 따른 반도체 패키지(108)는 제2도전성 부재(160)의 형태에 있어서 전술된 실시 예들과 구별된다.
본 실시 예에서 제2도전성 부재(160)는 밀봉 부재(140)의 개방된 공간을 완전히 채우는 형태일 수 있다. 제2도전성 부재(160)는 제1도전성 부재(150)와 연결되도록 배치된다. 예를 들어, 제2도전성 부재(160)는 밀봉 부재(140)의 표면으로부터 제1도전성 부재(150)를 향해 연장되도록 배치된다.
제2도전성 부재(160)는 열 방출면적을 확대시킬 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제2도전성 부재(160)에는 다수의 홈(168)이 형성될 수 있다. 홈(168)은 제2도전성 부재(160)의 표면으로부터 제1도전성 부재(150) 방향으로 길게 형성된다. 예를 들어, 홈(168)은 제1도전성 부재(160)의 표면을 노출시킬 수 있는 깊이로 형성될 수 있다. 그러나 홈(168)의 깊이가 제1도전성 부재(160)를 노출시킬 수 있는 크기로 한정되는 것은 아니다.
위와 같이 구성된 반도체 패키지(108)는 제2도전성 부재(160)의 형성공정을 간소화시킬 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.
100 반도체 패키지
110 기판
120 보조 기판
130, 132 전자부품
140 밀봉 부재
142 구멍
1422 제1확장부
1424 제2확장부
150 제1도전성 부재
152 시드층
154 금속층
160 제2도전성 부재
162 시드층
164 금속층
168 홈
170 산화방지층
180 방열 부재

Claims (12)

  1. 기판의 제1면에 배치되는 제1전자부품;
    상기 제1전자부품에 배치되는 제1도전성 부재;
    상기 제1전자부품을 덮도록 구성되고, 상기 제1도전성 부재를 외부로 개방시키는 구멍이 형성되는 밀봉 부재; 및
    상기 구멍에 배치되고, 상기 제1전도성 부재와 연결되는 제2도전성 부재;
    를 포함하는 반도체 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전성 부재는,
    제1시드층; 및
    금속층;
    을 포함하는 반도체 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전성 부재 및 상기 제2도전성 부재에 형성되는 산화방지층을 포함하는 반도체 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2도전성 부재는,
    제2시드층; 및
    제2금속층;
    을 포함하는 반도체 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 부재에 배치되고, 상기 제1전도성 부재와 연결되는 방열 부재를 포함하는 반도체 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구멍은 경사를 갖도록 형성되는 반도체 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구멍은,
    제1크기를 갖는 제1확장부; 및
    제2크기를 갖는 제2확장부;
    를 포함하는 반도체 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 제2면에 배치되는 제2전자부품을 포함하는 반도체 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 제2면에 배치되는 보조 기판을 포함하는 반도체 패키지.
  10. 기판에 배치되는 전자부품;
    상기 전자부품의 일면에 배치되는 제1도전성 부재;
    상기 전자부품을 덮도록 구성되는 밀봉 부재;
    상기 밀봉 부재의 일면으로부터 상기 제1도전성 부재를 향해 연장되는 제2도전성 부재; 및
    상기 제2도전성 부재의 일면으로부터 상기 제1도전성 부재를 향해 연장되는 홈;
    을 포함하는 반도체 패키지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홈은 경사면을 갖도록 형성되는 반도체 패키지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 밀봉 부재에 배치되고 상기 제2도전성 부재와 연결되는 방열 부재를 포함하는 반도체 패키지.
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