KR20180052062A - Semiconductor package, manufacturing method thereof, and electronic component module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키지와 그 제조 방법 및 이를 이용한 전자 소자 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor package, a manufacturing method thereof, and an electronic device module using the same.
최근 반도체칩에 관한 기술 개발의 주요한 추세 중의 하나는 부품의 크기를 축소하는 것이며, 이에 패키지 분야에서도 소형 반도체칩 등의 수요 급증에 따라 소형의 크기를 가지면서 다수의 핀을 구현하는 것이 요구되고 있다.
One of the main trends of technology development related to semiconductor chips in recent years is to reduce the size of components. Accordingly, in the field of packages, it is required to implement a large number of pins with a small size in response to a surge in demand of small semiconductor chips and the like .
이에 부합하기 위하여 제안된 패키지 기술 중의 하나가 팬-아웃(Fan out) 반도체 패키지이다. 팬-아웃 반도체 패키지는 접속단자를 반도체칩이 배치된 영역 외로도 재배선하여, 소형의 크기를 가지면서도 다수의 핀을 구현할 수 있게 해준다.
One of the proposed package technologies to meet this is the fan-out semiconductor package. The fan-out semiconductor package rewires the connection terminal out of the region where the semiconductor chip is disposed, thereby realizing a plurality of pins with a small size.
본 발명의 목적은 방열 성능이 향상된 반도체 패키지와 그 제조 방법, 및 이를 이용한 전자 소자 모듈을 제공하는 데에 있다.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor package having improved heat dissipation performance, a manufacturing method thereof, and an electronic device module using the same.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지는, 내부에 소자 수용부가 형성된 코어층과, 상기 코어층의 양면에 적층되는 빌드업층을 포함하는 기판부, 상기 소자 수용부에 배치되는 전자 소자, 및 상기 빌드업층에 배치되어 상기 전자 소자의 단자와 전기적으로 연결되는 블록 도체를 포함할 수 있다.A semiconductor package according to an embodiment of the present invention includes a substrate portion including a core layer having an element accommodating portion formed therein and a buildup layer laminated on both surfaces of the core layer, an electronic element disposed in the element accommodating portion, And a block conductor disposed on the upper layer and electrically connected to the terminal of the electronic device.
또한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 방법은, 코어층에 관통 구멍 형태의 소자 수용부를 형성하는 단계, 상기 소자 수용부에 전자 소자를 배치하는 단계, 및 상기 코어층의 양면에 절연층과 배선층을 형성하여 빌드업층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 빌드업층을 형성하는 단계는 상기 절연층에 상기 전자 소자의 단자와 전기적으로 연결되는 블록 도체를 적어도 하나 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor package, comprising: forming a through-hole-like element accommodating portion in a core layer; disposing an electronic element in the element accommodating portion; And forming a build-up layer by forming a wiring layer, wherein the step of forming the build-up layer may include forming at least one block conductor electrically connected to the terminal of the electronic device in the insulation layer.
또한 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈은, 내부에 전자 소자가 매립되는 코어층, 상기 코어층의 양면에 적층되는 빌드업층, 및 상기 빌드업층 내에 배치되어 상기 전자 소자의 열을 외부로 방출하는 다수의 블록 도체를 포함하는 반도체 패키지 및 상기 반도체 패키지의 일면에 실장되는 적어도 하나의 전자 부품를 포함할 수 있다.
Further, an electronic device module according to an embodiment of the present invention includes a core layer in which an electronic device is embedded, a buildup layer that is laminated on both surfaces of the core layer, and a buildup layer that is disposed in the buildup layer, And at least one electronic component mounted on one surface of the semiconductor package.
본 발명에 따른 반도체 패키지는, 블록 도체를 통해 전자 소자와 연결되는 전기적 경로인 층간 접속 도체 및 패턴의 구조를 최적화하므로, IR 드롭(IR Drop)을 최소화 하여 전력의 손실(Power loss)을 최소화 할 수 있다. 더하여 전력 손실이 낮아지면 상기 전기적 경로에서 발생하는 열량이 감소되고, 이에 의해 열에 의해 발생되는 추가적인 손실도 최소화할 수 있어 전자 소자의 효율을 높일 수 있다.
The semiconductor package according to the present invention optimizes the structure of the interlayer connection conductors and patterns, which are electrical paths connected to the electronic devices through the block conductors, so that the IR drop is minimized to minimize the power loss . In addition, if the power loss is reduced, the amount of heat generated in the electrical path is reduced, thereby further minimizing the loss caused by heat, thereby increasing the efficiency of the electronic device.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블록 도체의 다양한 변형 예를 도시한 도면.
도 4 내지 도 6은 도 1에 도시된 반도체 패키지 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor package according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged view of a portion A in FIG. 1; FIG.
3 shows various modifications of a block conductor according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 to 6 are views for explaining the semiconductor package manufacturing method shown in FIG. 1. FIG.
7 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor package according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view schematically showing an electronic device module according to an embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view schematically showing an electronic device module according to another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view schematically showing an electronic device module according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. In addition, the shape and size of elements in the figures may be exaggerated for clarity.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 확대 단면도이다. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged view of a portion A in FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 기판부(40)와, 기판부(40)의 내부에 매립되는 적어도 하나의 전자 소자(1)를 포함한다.1 and 2, the
기판부(40)는 다수의 절연층(L1~L4)과 배선층(41~45)이 반복적으로 적층되며 내부에 소자 수용부(49)를 구비한다.The
또한 기판부(40)는 코어층(10), 코어층(10)의 외부에 적층되는 빌드업층(20), 빌드업층(20)의 외부에 적층되는 절연 보호층(30), 및 코어층(10) 내에 배치되는 재배선층(15)으로 구분될 수 있다.
The
기판부(40)의 절연층(L1~L4)은 절연성을 갖는 수지 재질로 형성될 수 있다. 절연층(L1~L4)으로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들어, 프리프레그가 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. The insulating layers L1 to L4 of the
코어층(10)의 절연층(L1)과 빌드업층(20)의 절연층(L2, L3), 그리고 재배선층(15)의 절연층(L4)은 각각 서로 다른 재질로 형성되거나, 부분적으로 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 코어층(10)의 절연층(L1)은 폴리머 재질로 형성하고 빌드업층(20)과 재배선층(15)의 절연층(L2, L3, L4)은 에폭시 재질로 형성할 수 있으며, 그 반대로 형성할 수도 있다. 또한 필요에 따라 기판부(40)의 절연층(L1~L4)을 모두 동일한 재질로 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다. The insulating layer L1 of the
각 절연층(L1~L4)의 일면 또는 양면에는 배선층(41~45)이 배치된다.
배선층(41~45) 중 가장 외측에 배치된 배선층들(43, 44)은 일부가 외부로 노출되어 접속 패드(50)로 기능할 수 있다.The
또한 각 절연층(L1~L4) 내에는 층간 접속 도체들(48)이 절연층(L1~L4)을 관통하는 형태로 배치된다. 층간 접속 도체(48)는 접속 패드들(50)이나 배선층들(41~45)을 서로 전기적으로 연결한다.Also,
배선층(41~45)과 층간 접속 도체(48)는 포토리소그래피 방법(Photolithography)을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 배선층(41~45)은 동박(Cu foil)과 같은 금속층을 패터닝하여 형성할 수 있다. 또한 층간 접속 도체(48)는 절연층(L1~L3)에 비아 홀을 형성한 후, 비아 홀 내부에 도전성 물질을 충진하여 형성할 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
The
코어층(10)은 기판부(40)의 중심에 배치되며 단층으로 형성된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다층 기판으로 형성하는 것도 가능하다.
The
기판부(40)의 내부에는 적어도 하나의 전자 소자(1)가 내장되는 소자 수용부(49)가 형성된다.The
소자 수용부(49)는 코어층(10) 내에 형성된다. 그러나 필요에 따라 부분적으로 빌드업층(20)로 확장될 수 있다. The
소자 수용부(49)의 내부에는 절연 부재(49a)가 배치된다. 절연 부재(49a)는 전자 소자(1)와 코어층(10) 사이의 공간을 메우는 형태로 소자 수용부(49)에 충진된다. An
절연 부재(49a)는 절연성을 가지며 소자 수용부(49)에 용이하게 충진될 수 있는 재질로 형성된다. 예를 들어 절연 부재(49a)는 반 경화 상태의 수지나 폴리머를 소자 수용부(49)를 충진한 후, 이를 경화시켜 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
The
소자 수용부(49) 내에 매립되는 전자 소자(1)는 동작 시 열이 많이 발생하는 발열 소자일 수 있다. 예를 들어 전자 소자(1)로 전력 증폭기(power amplifier)가 이용될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필터, 집적회로(IC), 스위칭 소자 등 다양한 소자들을 포함할 수 있으며, 발열이 크고 기판 내에 매립이 가능한 소자라면 다양한 소자들이 적용될 수 있다. The
본 실시예에 따른 전자 소자(1)는 웨이퍼에서 절단된 베어 다이(bare die, 또는 베어 칩)의 상태로 소자 수용부(49)에 수용된다. 따라서 반도체 패키지(100)의 전체적인 크기를 최소화할 수 있다. The
전자 소자(1)는 단자가 형성된 활성면과, 활성면의 반대면인 비활성면을 포함한다. 또한 전자 소자(1)의 단자는 전원 단자(1a)와 접지 단자(1b)를 포함할 수 있다.
The
재배선층(15)은 코어층(10)의 소자 수용부(49) 내에 배치되며, 전자 소자(1)의 활성면 상에 형성된다. 재배선층(15)은 전자 소자(1)의 단자들(1a, 1b)과, 후술되는 블록 도체(48a, 48b)를 전기적으로 연결한다. The
이를 위해, 재배선층(15)은 절연층(L4)과 절연층(L4)의 내부에 배치되는 다수의 층간 접속 도체(48), 그리고 절연층(L4) 상에 배치되는 배선층(45)을 포함할 수 있다.The
전술한 바와 같이, 재배선층(15)의 절연층(L4)은 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지 중 어느 하나가 선택적으로 이용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. As described above, the insulating layer L4 of the
재배선층(15)에 형성되는 배선층(45)은 전자 소자(1)의 활성면에 배치된 전원 단자들(1a)들을 서로 전기적으로 연결한다. 또한 전자 소자(1)의 접지 단자들(1b)도 서로 전기적으로 연결한다.The
재배선층(15)이 코어층(10)의 소자 수용부(49) 내에 배치됨에 따라, 재배선층(15)의 배선층(45)은 코어층(10)의 배선층(41)과 동일한 평면상에 배치될 수 있다.
The
빌드업층(20)은 코어층(10)의 양면에 각각 배치된다. 빌드업층(20)은 코어층(10) 상에 빌드 업(Build-Up) 공법을 통해 형성될 수 있다. The build-up
빌드업층(20)을 구성하는 절연층들(L2, L3)은 모두 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 필요에 따라 서로 다른 재질로 형성할 수도 있다. 또한 빌드업층(20)은 노광 및 식각 공정을 통해 블록 도체(48a, 48b)가 위치하는 캐비티(도 5의 26)를 형성할 수 있는 재질로 형성된다.
The insulating layers L2 and L3 constituting the build-
절연 보호층(30)은 솔더레지스트(solder resist)로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. The insulating
절연 보호층(30)은 빌드업층(20)의 외부에 배치된다. 따라서 절연 보호층(30)은 기판부(40)의 가장 외측에 배치되어 기판부(40)의 표면을 형성한다. 또한 절연 보호층(30)은 접속 패드(50)를 외부로 노출시키는 다수의 개구를 구비한다. 개구를 통해 후술되는 블록 도체(48a, 48b)도 부분적으로 기판부(40)의 외부로 노출된다.
The insulating
본 실시예에 따른 층간 접속 도체(48)는 적어도 하나의 블록 도체(48a, 48b)를 포함한다. The
블록 도체(48a, 48b)는 다른 층간 접속 도체들(48)에 비해 상대적으로 큰 부피를 가지며, 블록 형태로 형성된다. The
블록 도체(48a, 48b)는 전자 소자(1)의 활성면과 대응하는 위치에 배치되며, 빌드업층(20) 내에 배치된다. 따라서 블록 도체(48a, 48b)의 두께는 빌드업층(20)의 두께와 동일하거나 유사하게 형성된다. The
블록 도체(48a, 48b)는 전자 소자(1)의 활성면에 대면하는 형태로 전자 소자(1)의 활성면 상부에 배치된다.The
블록 도체(48a, 48b)는 전자 소자(1)의 단자들(1a, 1b) 및 배선층(41, 43, 45)과 전기적으로 연결되어 전자 소자(1)의 단자들(1a, 1b) 및 배선층(41, 43, 45)을 서로 전기적으로 연결한다. 본 실시예에서 전자 소자(1)는 전원 단자(1a)와 접지 단자(1b)를 구비한다. 따라서 블록 도체(48a, 48b)는 전원 단자(1a)에 연결되는 제1 블록 도체(48a), 그리고 접지 단자(1b)에 연결되는 제2 블록 도체(48b)로 구분될 수 있다. The
본 실시예와 같이 전자 소자(1)의 전원 단자(1a)가 다수 개인 경우, 다수의 전원 단자들(1a)은 제1 블록 도체(48a)에 모두 연결될 수 있다. 마찬가지로, 접지 단자(1b)가 다수 개인 경우, 다수의 접지 단자들(1b)은 제2 블록 도체(48b)에 모두 연결될 수 있다. The plurality of
블록 도체(48a, 48b)는 절연층(L2)을 형성하고 노광, 식각 등의 공정을 거쳐 절연층(L2) 내에 캐비티(도 5의 26)를 형성한 후, 캐비티(26) 내에 도금 등의 방법으로 도전성 물질 충진하여 형성할 수 있다. 따라서 블록 도체(48a, 48b)는 캐비티(26)의 형상에 대응하는 형상으로 형성된다.
The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블록 도체(48a, 48b)의 다양한 변형 예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 블록 도체(48a, 48b)는 도 3의 a)에 도시된 바와 같이 직육면체 형상으로 형성된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 도 3의 b) 내지 e)에 도시된 바와 같이 블록 도체(48a, 48b)는 전자 소자(1)의 단자들(1a, 1b) 배치 구조에 대응하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
3 is a view showing various modifications of the
블록 도체(48a, 48b)의 일면에는 적어도 하나의 접속 패드들(50)이 배치된다. 접속 패드(50)에는 외부 접속 단자(60)가 접합되거나, 전자 부품(미도시)이 실장될 수 있다. 따라서 블록 도체(48a, 48b) 상에 배치된 접속 패드(50)에 전자 부품이 실장되는 경우, 전자 부품과 전자 소자(1)와의 전기적 경로를 최소화할 수 있다. 또한 상기한 전기적 경로 상에 블록 도체(48a, 48b)가 배치되므로, 상기 전기적 경로에서 발생하는 열을 매우 효과적으로 방출할 수 있어 전기적 경로에서 열에 의해 발생하는 손실을 최소화할 수 있다.
At least one
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 기판부(40)는 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어, 인쇄 회로 기판, 세라믹 기판, 유리 기판, 연성 기판 등)이 이용될 수 있다. The
한편 기판부(40)는 복수의 배선층(41~45)을 갖는 다층 기판으로, 본 실시예에서는 기판부(40)가 5개의 배선층(41~45)을 구비하는 경우를 예로 들고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 더 많거나 더 적은 배선층을 구비할 수 있다.
On the other hand, the
이상에서 설명한 본 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 발열 소자인 전자 소자(1)의 단자(1a, 1b)에 블록 도체(48a, 48b)가 연결된다. 따라서 전자 소자(1)에서 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있다. In the
전자 소자(1)에서 발생한 열이 원활하게 방출되지 않는 경우, 전자 소자(1)의 전기적 경로를 따라 열이 전달되어 상기 전기적 경로의 온도가 상승하게 된다. 이 경우, 열에 의해 상기 전기적 경로의 저항이 증가하게 되므로 전기적인 손실도 증가하게 된다. When the heat generated in the
전자 소자에는 주요한 파워 라인들이 있으며 이 라인에는 수 mA에서 수십 A의 전류가 흐를 수 있다. 하지만 종래의 인쇄 회로 기판의 경우, 층간 접속 도체인 비아(Via)가 원형 구조로 이루어져 있고 크기에 한계가 있다. 이와 더불어 최근에 모듈이나 패키지에서 경박단소 및 다기능을 구비하는 인쇄 회로 기판이 요구되고 있어, 기판의 디자인이나 제작에서 많은 어려움이 발생하고 있다.Electronic devices have major power lines, which can flow from a few mA to tens of amperes. However, in the case of a conventional printed circuit board, the via, which is an interlayer connecting conductor, is formed in a circular shape and has a limited size. In addition, recently, a printed circuit board having light, thin, small, and multiple functions is required in a module or a package, and many difficulties arise in the design and manufacture of a substrate.
이를 해소하기 위해, 본 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 블록 도체(48a, 48b)를 구비한다. 블록 도체(48a, 48b)를 통해 전자 소자(1)와 연결되는 전기적 경로인 층간 접속 도체 및 패턴의 구조를 최적화하므로, IR 드롭(IR Drop)을 최소화 하여 전력의 손실(Power loss)을 최소화 할 수 있다. 더하여 전력 손실이 낮아지면 상기 전기적 경로에서 발생하는 열량이 감소되고, 이에 의해 열에 의해 발생되는 추가적인 손실도 최소화할 수 있어 전자 소자의 효율을 높일 수 있다. In order to solve this problem, the
또한 블록 도체(48a, 48b)가 전자 소자(1)의 전기적인 경로 상에 배치되므로, 전자 소자(1)의 방열을 위해 전자 소자(1)의 비활성면에 별도의 방열 부재를 부가할 필요가 없다.
Since the
이어서, 반도체 패키지의 제조 방법을 설명한다. Next, a method of manufacturing the semiconductor package will be described.
도 4 내지 도 6은 도 1에 도시된 반도체 패키지 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 to 6 are views for explaining the method of manufacturing the semiconductor package shown in FIG.
이를 참조하면, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 절연층(L1)의 상면 및 하면에 금속층(M1, M2)이 형성된 적층판을 마련한다(S01). 예를 들어, 동박적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 상기 적층판으로 이용할 수 있다.
Referring to FIG. 4, a laminate plate having metal layers M1 and M2 formed on the upper and lower surfaces of the insulating layer L1 is formed as shown in FIG. 4 (S01). For example, a copper clad laminate (CCL) may be used as the laminate.
이어서, 적층판의 금속층(M1, M2)을 패터닝 하여 배선층(41, 42)을 형성한다(S02). 이는 노광, 식각 공정 등을 통해 수행될 수 있다. Subsequently, the metal layers M1 and M2 of the laminate are patterned to form wiring layers 41 and 42 (S02). This can be performed through an exposure, an etching process, or the like.
이와 동시에 금속층(M1, M2) 의 일정 영역을 제거한다. 이 과정에서 금속층(M1, M2)이 제거된 영역은 후에 소자 수용부(49)로 형성된다. 따라서 금속층(M1, M2)은 소자 수용부(49)의 크기와 형상에 대응하는 면적으로 제거된다.At the same time, a certain region of the metal layer (M1, M2) is removed. The region where the metal layers M1 and M2 are removed in this process is later formed as the
또한 본 단계에서 절연층(L1)에 층간 접속 도체(48)를 형성한다. 층간 접속 도체(48)는 절연층(L1)에 관통 홀을 형성한 후, 관통 홀 내부에 도전성 물질을 도포하거나 충진함으로써 형성할 수 있다.
In this step, an
이어서, 절연층(L1)의 일부를 제거하여 소자 수용부(49)를 형성한 후, 코어층(10)의 일면에 전자 소자(1)를 지지하기 위한 테이프(T)를 부착한다(S03).Subsequently, a part of the insulating layer L1 is removed to form the
소자 수용부(49)는 관통 구멍의 형태로 형성될 수 있으며, 내장되는 전자 소자(1)의 크기나 형상에 대응하는 크기로 형성된다. The
소자 수용부(49)를 형성하려는 영역에는 배선층이 배치되지 않는다. 따라서 소자 수용부(49)는 레이저를 이용하여 절연층을 제거함으로써 용이하게 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 천공 방식이나 드릴 방식 등 코어층(10) 내에 소자 수용부(49)를 형성할 수만 있다면 다양한 방법이 이용될 수 있다.
The wiring layer is not disposed in a region where the
이어서, 활성면에 단자(1a)가 형성된 전자 소자(1)를 소자 수용부(49) 내에 배치한다(S04). 이때, 전자 소자(1)는 비활성면이 테이프(T)에 접촉하도록 배치된다. Then, the
전자 소자(1)가 소자 수용부(49) 내에 배치되면, 소자 수용부(49)의 내부에 절연 부재(49a)를 충진한 후, 경화시킨다. 절연 부재(49a)는 소자 수용부(49)의 내부에 유입되어 전자 소자(1)의 주변에 형성된 공간을 채우며 전자 소자(1)를 고정시킨다. When the
절연 부재(49a)는 액상이나 겔(gel) 형태로 소자 수용부(49)에 유입된 후 경화되어 형성될 수 있다.
The insulating
이어서, 테이프(T)를 제거한 후 전자 소자(1)의 활성면 상에 재배선층(15)을 형성한다(S05). 재배선층(15)은 전자 소자(1)의 활성면 상에 절연층(L4)을 형성하고, 포토리소그래피 공정을 통해 절연층(L4) 상에 배선층(45)을 형성함으로써 구현될 수 있다. 이때, 절연층(L4)의 내부에는 전자 소자(1)의 단자들과 연결되는 다수의 층간 접속 도체(48)가 형성된다.
Subsequently, after the tape T is removed, a
이어서, 빌드업층(20)을 형성한다. Then, a
먼저 코어층(10)의 일면에 절연층(L2)을 적층한다(S06). 본 실시예에서는 전자 소자(1)의 활성면과 인접한 코어층(10)의 일면에 먼저 빌드업층(20)을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 코어층(10)의 타면에 먼저 빌드업층(20)을 형성하거나, 코어층(10)의 양면에 동시에 빌드업층(20)을 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다.
First, the insulating layer L2 is laminated on one surface of the core layer 10 (S06). In this embodiment, the case where the build-
이어서, 절연층(L2)에 층간 접속 도체(48)를 형성하기 위해 비아 홀(27)과 캐비티(26)를 형성한다(S07). Then, a via
층간 접속 도체(48)는 포토리소그래피(Photolithography) 방법을 통해 형성될 수 있다. 따라서 본 단계에서는 노광 및 식각 공정을 통해 절연층(L2) 내에 비아 홀(27)과 다수의 캐비티(26)를 형성한다. The
본 단계에서 캐비티(26)는 전자 소자(1)의 상부에 형성되며, 재배선층(15)의 배선층(45)은 캐비티(26)를 통해 외부로 노출된다.
In this step, the
이어서, 도금 공정을 통해 비아 홀(27)과 캐비티(26) 내부를 도전성 물질로 채우며 층간 접속 도체(48)와 배선층(41)을 형성한다(S08). 본 단계에서 캐비티(26) 내부에 충진된 도전성 물질은 블록 도체(48a, 48b)로 형성된다. 따라서 블록 도체(48a, 48b)는 절연층(L2)과 동일하거나 유사한 두께로 형성되며, 절연층의 양면을 전기적으로 연결한다. Subsequently, the
한편, 본 단계에서 형성된 배선층(43)은 배선층들(41-45) 중 가장 외측에 배치되는 배선층이므로, 적어도 하나의 전극 패드(50)를 포함한다.
On the other hand, the
이어서, 빌드업층(20) 상에 절연 보호층(30)을 각각 형성한 후, 절연 보호층(30)에 다수의 개구를 형성하여 전극 패드들(50)을 외부로 노출시킨다(S09). 절연 보호층(30)은 솔더 레지스트(Solder resist)로 형성될 수 있다. 또한 필요에 따라 절연 보호층(30)도 다층으로 형성될 수 있다.
Subsequently, the insulating
이 후, 코어층(10)의 타면도 상기한 S06 내지 S09 단계를 반복 수행하여 빌드업층(20)을 완성한다(S10). 이에 코어층(10)의 양면에 배치되는 빌드업층(20)이 완성되며, 전자 소자(1)는 코어층(10)과 빌드업층(20) 내부에 완전히 매립된다.
Thereafter, steps S06 to S09 are repeated for the other surface of the
본 실시예에서는 빌드업층(20)이 코어층(10)의 양면에 각각 1층씩만 적층되는 경우를 예로 들고 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 코어층(10) 상에 다수의 절연층을 적층하고, 그 사이에 각각 배선층을 형성하여 다층으로 빌드업층(20)을 형성하는 것도 가능하다.
In this embodiment, the
이어서, 전극 패드(50)에 외부 접속 단자(60)를 형성하여 도 1에 도시된 반도체 패키지(100)를 완성한다.
Next, an
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 방법은, 전자 소자의 전원 라인 상에 블록 도체를 배치하여 전원 라인에 가해지는 열을 효과적으로 방출한다. In the method of manufacturing a semiconductor package according to the present embodiment having such a structure, a block conductor is disposed on a power supply line of the electronic device to effectively dissipate heat applied to the power supply line.
전자 소자가 전력 증폭기인 경우, 전원 라인에는 매우 높은 열이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명은 전원 라인에서 열에 의해 발생되는 손실을 줄일 수 있어 전자 소자의 효율을 높일 수 있다. When the electronic device is a power amplifier, very high heat may be generated in the power supply line. Therefore, the present invention can reduce the loss caused by heat in the power supply line, thereby increasing the efficiency of the electronic device.
또한 종래의 경우, 층간 접속 도체를 형성하기 위해 레이져 드릴이나 기계적 드릴을 이용하고 있으나, 이 경우 본 실시예와 같이 넓은 크기의 캐비티를 형성하기 어렵다. 그러나 본 실시예에 따른 제조 방법은 노광 및 식각 공정을 통해 캐비티를 형성하므로, 다양한 크기와 형상으로 블록 도체를 형성할 수 있다.
Further, in the conventional case, a laser drill or a mechanical drill is used to form the interlayer connection conductor, but in this case, it is difficult to form a cavity of a wide size as in this embodiment. However, the fabrication method according to this embodiment forms cavities through the exposure and etching processes, so that block conductors can be formed in various sizes and shapes.
한편, 본 발명에 따른 반도체 패키지는 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다. Meanwhile, the semiconductor package according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다. 7 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor package according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 패키지(200)는 전자 소자(1)에 패드 형태의 단자(1a, 1b)가 구비된다. 그리고 패드 형태의 단자(1a, 1b)에 블록 도체(48a, 48b)가 면 접촉하는 형태로 연결된다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 단자는 블록 도체(48a, 48b)의 하부면 면적에 대응하는 크기와 형상으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the
이 경우, 전자 소자(1)의 단자(1a, 1b)와 블록 도체(48a, 48b) 간의 접촉 면적을 최대화할 수 있으므로 열 전도도를 높일 수 있어 방열효과를 극대화할 수 있다. In this case, since the contact area between the
본 실시예에 따른 블록 도체(48a, 48b)는 도금 방식을 통해 형성될 수 있으며, 전자 소자(1)의 단자(1a, 1b)로부터 도전성 물질을 성장시켜 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. The
한편, 본 실시예에 따른 반도체 패키지(200)는 재배선층이 생략되고 전자 소자(1)의 단자들(1a, 1b)이 직접 블록 도체(48a, 48b)에 연결된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 소자(1)의 크기에 따라 재배선층을 구비할 수도 있다.
In the
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view schematically showing an electronic device module according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈은 전술한 도 1에 도시된 반도체 패키지(100) 상에 적어도 하나의 전자 부품(300)이 실장된다. 또한, 밀봉부(5)에 의해 전자 부품(300)이 밀봉되도록 구성된다. Referring to FIG. 8, the electronic device module according to the present embodiment includes at least one
본 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 양면에 모두 접속 패드(50)가 배치된다. 따라서 양면 중 제2면은 메인 기판에 실장되는 데 이용되고, 제1면에는 별도로 제조된 전자 부품(300)이 실장될 수 있다.In the
전자 부품(300)으로는 공지된 능동 소자나 수동 소자 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 또한 밀봉부(5)는 EMC(Epoxy Molding Compound)와 같은 공지된 밀봉 부재가 이용될 수 있다. As the
본 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 제1면 전체에 접속 패드(50)를 배치할 수 있다. 이에 따라 제1면을 통해 많은 수의 접속 패드(50)를 제공할 수 있으므로 다수의 전자 부품들(300)을 제1면에 실장할 수 있다. 이에 집적도를 높일 수 있다.
In the
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다. 9 is a cross-sectional view schematically showing an electronic device module according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈은 전술한 도 1에 도시된 반도체 패키지(100) 상에 패키지 형태의 전자 부품(300a)이 실장되는 패키지 온 패키지(Package on Package, PoP)의 형태로 구성된다.9, the electronic device module according to the present embodiment includes a package-on-package (PoP)
본 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 양면에 모두 접속 패드(50)가 배치된다. 따라서 양면 중 제2면은 메인 기판에 실장되는 데 이용되고, 제1면에는 별도로 제조된 전자 부품(300a)이 실장될 수 있다.In the
전자 부품(300a)으로는 공지된 반도체 패키지 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 예를 들어, 전자 부품(300a)은 기판(7) 상에 전자 소자(8)가 실장되고, 밀봉부(5a)에 의해 전자 소자(8)가 밀봉되도록 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 방열 부재 등 반도체 패키지(100)의 제1면에 실장 가능한 전자 부품이라면 모두 이용될 수 있다.As the
본 실시예에 따른 반도체 패키지(100)는 제1면 전체에 접속 패드(50)를 배치할 수 있다. 이에 따라 제1면을 통해 많은 수의 접속 패드(50)를 제공할 수 있으므로 I/O 단자가 많은 패키지도 제1면에 실장할 수 있다. 또한 제1면에 실장되는 전자 부품(300a)과의 접합 신뢰성도 높일 수 있다.
In the
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 10을 참조하면 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈은 전술한 도 1에 도시된 반도체 패키지(도 1의 100)를 변형한 반도체 패키지(100a) 상에 패키지 형태의 전자 부품(300b)이 실장되는 패키지 온 패키지(Package on Package, PoP)의 형태로 구성된다.10 is a cross-sectional view schematically showing an electronic device module according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, the electronic device module according to the present embodiment includes a
반도체 패키지(100a)는 내부에 복수의 전자 소자(1, 1′)를 포함한다는 점에서만 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1에 도시된 반도체 패키지와 동일하게 구성된다. 전자 소자(1, 1′)는 전력 증폭기나 필터, 집적회로(IC)를 포함할 수 있으며, 전술한 바와 같이 베어 다이(bare die)의 형태로 매립된다.The
전자 부품(300b)으로는 공지된 반도체 패키지 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 예를 들어, 전자 부품(300b)은 회로 기판(7) 상에 전자 소자(8, 8′)가 실장되고, 밀봉부(5a)에 의해 전자 소자(8, 8′)가 밀봉되도록 구성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.As the
또한 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈의 표면에는 금속층(70)이 배치된다. The
금속층(70)은 전자기파를 차폐하기 위해 구비된다. 따라서 금속층(70)은 반도체 패키지(100a)와 전자 부품(300b)이 형성하는 표면을 따라 형성될 수 있다. 이 경우, 반도체 패키지(100a)와 전자 부품(300b) 사이에는 절연 물질(9)이 충진될 수 있다.The
한편 본 실시예에 따른 금속층(70)은 상기 구성으로 한정되지 않으며, 필요에 따라 반도체 패키지(100a)와 전자 부품(300b) 중 어느 하나의 표면에만 형성될 수도 있다. 또한 금속층(70)은 전자 부품(300b)에 구비되는 전자 소자들(8, 8′) 사이에 개재되어 전자 소자들(8, 8′) 상호 간의 간섭을 차단할 수 있다.
Meanwhile, the
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 반도체 패키지는 베어 다이(bare die)의 상태의 전자 소자(1, 1′)를 내부에 매립하며, 양면에 접속 패드들(50)이 배치된다. 따라서 반도체 패키지의 크기를 최소화하면서 패키지 온 패키지(PoP) 구조에 활용될 수 있다.The semiconductor package according to the present embodiment thus constructed bury the
더하여 블록 도체를 통해 전자 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 배출할 수 있으므로, 동작 중에 반도체 패키지의 온도가 증가하는 것을 억제할 수 있다.In addition, the heat generated in the electronic device can be effectively discharged through the block conductor, so that the temperature of the semiconductor package can be prevented from increasing during operation.
또한 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈은 반도체 패키지 상에 다양한 형태의 전자 부품을 실장하여 제조할 수 있다. 따라서 집적도를 높일 수 있다.
In addition, the electronic device module according to the present embodiment can be manufactured by mounting various types of electronic parts on a semiconductor package. Therefore, the degree of integration can be increased.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
1: 전자 부품
10: 코어층
15: 재배선층
20: 빌드업층
30: 절연 보호층
40: 기판부
41~45: 배선층
48: 층간 접속 도체
48a, 48b: 블록 도체
49: 소자 수용부
100, 200: 반도체 패키지1: Electronic parts
10: core layer
15:
20: buildup layer
30: Insulation protective layer
40:
41 to 45: wiring layer
48: interlayer connection conductor
48a, 48b: block conductor
49:
100, 200: semiconductor package
Claims (16)
상기 소자 수용부에 배치되는 전자 소자; 및
상기 빌드업층에 배치되어 상기 전자 소자의 단자와 전기적으로 연결되는 블록 도체;
를 포함하는 반도체 패키지.
A substrate portion including a core layer having an element accommodating portion formed therein, and a buildup layer stacked on both sides of the core layer;
An electronic element disposed in the element accommodating portion; And
A block conductor disposed in the build-up layer and electrically connected to a terminal of the electronic device;
≪ / RTI >
도금 방식을 통해 상기 전자 소자의 단자 상에 직접 형성되는 반도체 패키지.
The circuit breaker according to claim 1,
And directly formed on a terminal of the electronic device through a plating method.
상기 전자 소자의 단자 상에는 재배선층이 형성되고,
상기 블록 도체는 상기 재배선층에 형성된 배선층 상에 형성되는 반도체 패키지.
The method according to claim 1,
A re-wiring layer is formed on the terminal of the electronic device,
Wherein the block conductor is formed on a wiring layer formed in the re-wiring layer.
상기 소자 수용부 내에 배치되는 반도체 패키지.
The semiconductor device according to claim 3, wherein the re-
And a semiconductor package disposed within the element accommodating portion.
상기 빌드업층 상에 배치되는 절연 보호층을 더 포함하며,
상기 절연 보호층은 상기 블록 도체를 부분적으로 노출시키는 적어도 하나의 개구를 포함하는 반도체 패키지.
The method according to claim 1,
Further comprising an insulating protective layer disposed on the buildup layer,
Wherein the insulating protective layer comprises at least one opening partially exposing the block conductor.
전력 증폭기(power amplifier)이고, 상기 단자는 다수의 전원 단자와 다수의 접지 단자를 포함하는 반도체 패키지.
The electronic device according to claim 1,
A power amplifier, the terminal comprising a plurality of power terminals and a plurality of ground terminals.
상기 다수의 전원 단자에 연결되는 제1 블록 도체와, 상기 다수의 접지 단자에 연결되는 다수의 제2 블록 도체를 포함하는 반도체 패키지.
7. The circuit breaker according to claim 6,
A first block conductor connected to the plurality of power terminals, and a plurality of second block conductors connected to the plurality of ground terminals.
상기 빌드업층과 동일한 두께로 형성되는 반도체 패키지.
The circuit breaker according to claim 1,
And the thickness of the buildup layer is the same as that of the buildup layer.
상기 전자 소자의 활성면에 대면하는 형태로 배치되는 반도체 패키지.
The circuit breaker according to claim 1,
And is arranged to face the active surface of the electronic device.
상기 전자 소자의 단자는 상기 블록 도체의 면적에 대응하는 크기의 패드로 형성되며,
상기 블록 도체는 도금 방식을 통해 상기 단자로부터 도전성 물질을 성장시켜 형성되는 반도체 패키지.
The method according to claim 1,
The terminal of the electronic device is formed of a pad having a size corresponding to the area of the block conductor,
Wherein the block conductor is formed by growing a conductive material from the terminal through a plating method.
상기 소자 수용부에 전자 소자를 배치하는 단계; 및
상기 코어층의 양면에 절연층과 배선층을 형성하여 빌드업층을 형성하는 단계;
를 포함하며,
상기 빌드업층을 형성하는 단계는,
상기 절연층에 상기 전자 소자의 단자와 전기적으로 연결되는 블록 도체를 적어도 하나 형성하는 단계를 포함하는 반도체 패키지 제조 방법.
Forming an element receiving portion in the form of a through hole in the core layer;
Disposing an electronic element in the element accommodating portion; And
Forming an insulating layer and a wiring layer on both sides of the core layer to form a buildup layer;
/ RTI >
The step of forming the build-
And forming at least one block conductor electrically connected to a terminal of the electronic device in the insulating layer.
상기 코어층에 상기 절연층을 형성하는 단계;
상기 절연층에 캐비티를 형성하는 단계; 및
상기 캐비티에 도전성 물질을 충진하여 블록 도체를 형성하는 단계;
를 포함하는 반도체 패키지 제조 방법.
12. The method of claim 11, wherein forming the block conductor comprises:
Forming the insulating layer on the core layer;
Forming a cavity in the insulating layer; And
Filling the cavity with a conductive material to form a block conductor;
≪ / RTI >
노광 공정 및 식각 공정을 통해 형성되는 반도체 패키지 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the semiconductor substrate is formed through an exposure process and an etching process.
상기 빌드업층 상에 절연 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 패키지 제조 방법.
12. The method of claim 11, wherein after forming the buildup layer,
And forming an insulating protective layer on the buildup layer.
상기 반도체 패키지의 일면에 실장되는 적어도 하나의 전자 부품;
를 포함하는 전자 소자 모듈.
A semiconductor package including a core layer in which an electronic device is embedded, a buildup layer stacked on both sides of the core layer, and a plurality of block conductors arranged in the buildup layer to discharge heat of the electronic device to the outside; And
At least one electronic component mounted on one surface of the semiconductor package;
.
상기 반도체 패키지와 상기 전자 부품이 형성하는 표면을 따라 배치되어 전자기파를 차폐하는 금속층을 더 포함하는 전자 소자 모듈.16. The method of claim 15,
And a metal layer disposed along the surface of the semiconductor package and the electronic component to shield the electromagnetic wave.
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