KR20200031322A

KR20200031322A - 전자 소자 모듈 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20200031322A
Application number: KR1020180110201A
Authority: KR
Inventors: 정철환
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2020-03-24
Also published as: US11337346B2; US10820456B2; US20200093041A1; US20210007250A1; CN110911390A; KR102107025B1

Abstract

본 발명에 따른 전자 소자 모듈은, 제1 기판, 상기 제1 기판의 하부면에 실장되는 적어도 하나의 전자 소자, 상기 제1 기판의 하부면에 실장되어 상기 제1 기판을 외부와 전기적으로 연결하는 제2 기판, 상기 제2 기판의 하부면에 접합되는 접속 도체, 및 상기 전자 소자, 상기 제2 기판, 및 상기 접속 도체를 밀봉하는 밀봉부를 포함하며, 상기 제2 기판의 실장 높이는 상기 제2 소자의 실장 높이보다 낮게 구성될 수 있다.

Description

전자 소자 모듈 및 그 제조 방법{ELECTRONIC COMPONENT MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 전자 소자 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모듈에 포함된 수동소자 또는 반도체 칩 등을 외부 환경으로부터 보호함과 동시에 전자파를 차폐할 수 있는 전자 소자 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 전자제품 시장은 휴대용으로 급격히 그 수요가 증가하고 있으며, 이를 만족하기 위해 이들 시스템에 실장되는 전자 부품들의 소형화 및 경량화가 요구되고 있다.

이러한 전자 부품들의 소형화 및 경량화를 실현하기 위해서는 실장 부품의 개별 사이즈를 감소시키는 기술뿐만 아니라, 다수의 개별 소자들을 원칩(One-chip)화하는 시스템 온 칩(System On Chip: SOC) 기술 또는 다수의 개별 소자들을 하나의 패키지로 집적하는 시스템 인 패키지(System In Package: SIP) 기술 등이 요구되고 있다.

또한 스마트폰이나 테블릿과 같은 모바일 디바이스의 고성능, 다기능화와 함께 슬림화가 요구됨에 따라 실장부품의 소형화 및 박형화 요구가 더욱 증가하고 있다. 이에 따라 실장 부품의 실장 높이를 낮출 수 있는 패키지 기술이 요구되고 있다.

일본등록특허 제4865197호

본 발명은 기판의 양면 실장이 가능한 전자 소자 모듈로, 실장 높이를 최소화할 수 있는 전자 소자 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈은, 제1 기판, 상기 제1 기판의 하부면에 실장되는 적어도 하나의 전자 소자, 상기 제1 기판의 하부면에 실장되어 상기 제1 기판을 외부와 전기적으로 연결하는 제2 기판, 상기 제2 기판의 하부면에 접합되는 접속 도체, 및 상기 전자 소자, 상기 제2 기판, 및 상기 접속 도체를 밀봉하는 밀봉부를 포함하며, 상기 제2 기판의 실장 높이는 상기 제2 소자의 실장 높이보다 낮게 구성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈 제조 방법은, 제1 기판의 하부면에 적어도 하나의 전자 소자와 제2 기판을 실장하는 단계, 상기 전자 소자와 상기 제2 기판을 밀봉하는 밀봉부를 형성하는 단계, 및 상기 밀봉부와 상기 전자 소자를 부분적으로 제거하여 상기 전자 소자를 상기 밀봉부의 외부로 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전자 소자 모듈은 제2 기판의 실장 높이가 소자 수용부에 배치되는 전자 소자의 실장 높이보다 낮게 구성된다. 따라서 전자 소자 모듈의 전체의 두께를 최소화할 수 있다.

또한, 하부의 두께를 최소화하기 위해 제2 밀봉부를 제거할 때, 제2 접속 도체만 제거될 뿐, 제2 기판은 제거되지 않는다. 따라서 제2 밀봉부를 제거하는 과정에서 그라인더가 제2 기판과 접촉하지 않으므로, 그라인더에 의해 제2 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈의 단면도.
도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도.
도 3은 도 2의 부분 확대도.
도 4 내지 도 11은 도 2에 도시된 전자 소자 모듈의 제조 방법을 공정순으로 도시한 도면.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈의 단면도이고, 도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도이며, 도 3은 도 2의 부분 확대도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈(100)은 전자 소자(1), 제1 기판(10), 제2 기판(20), 및 밀봉부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

전자 소자(1)는 수동 소자와 능동 소자와 같은 다양한 소자들을 포함하며, 기판 상에 실장될 수 있는 소자들이라면 모두 전자 소자(1)로 이용될 수 있다.

이러한 전자 소자(1)는 후술되는 제1 기판(10)의 제1면(상면)에 실장되는 적어도 하나의 제1 소자(1a)와, 제1 기판(10)의 제2면(하면)에 실장되는 제2 소자(1b)로 구분될 수 있다.

본 실시예에서 제2 소자(1b)는 제1 기판(10)에 실장되는 면인 활성면과, 활성면의 반대면인 비활성면을 구비한다. 그리고 제2 소자(1b)의 비활성면은 후술되는 제2 밀봉부(35)의 외부로 노출된다.

또한 제2 소자(1b)의 비활성면과 제2 밀봉부(35)의 표면(하부면)은 동일한 평면상에 배치된다. 이러한 구성은 후술되는 제조 방법에 의해 구현될 수 있다.

제2 소자(1b)는 통신 소자로 구성될 수 있으며 예컨대 WiFi IC일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 기판(10)은 다수의 절연층(17)과 다수의 배선층(15)이 반복적으로 적층되어 형성된 다층 기판일 수 있다. 그러나 필요에 따라 하나의 절연층(17) 양면에 배선층(15)이 형성된 양면 기판으로 구성될 수도 있다.

절연층(17)의 재료는 특별히 한정되는 않는다. 예를 들어 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 와 같은 절연 물질이 사용될 수 있다.

배선층(15)은 후술되는 전자 소자들(1)을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한 전자 소자들(1)과 제2 기판(20)을 전기적으로 연결한다.

배선층(15)의 재료로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다.

절연층(17)의 내부에는 적층 배치되는 배선층들(15)을 상호 연결하기 위한 층간 접속 도체들(18)이 배치된다.

제1 기판(10)의 표면에는 절연 보호층(미도시)이 배치될 수 있다. 절연 보호층은 절연층(17)의 상부면과 하부면에서 절연층(17)과 배선층(15)을 모두 덮는 형태로 배치된다. 이에 절연층(17)의 상부면이나 하부면에 배치되는 배선층(15)을 보호한다.

또한 제1 기판(10)에는 전자 소자들(1)을 내장할 수 있는 캐비티(cavity, 도시되지 않음)가 형성될 수도 있다.

제1 기판(10)은 양면에 각각 전자 소자(1)가 실장될 수 있다. 이를 위해 제1 기판(10)의 양면에는 전자 소자(1)를 실장하기 위한 실장용 전극(13)이나 도시하지는 않았지만 실장용 전극들(13) 상호 간을 전기적으로 연결하는 배선 패턴이 형성될 수 있다. 제1 기판(10)은 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어, 세라믹 기판, 인쇄 회로 기판, 유연성 기판 등)이 이용될 수 있다.

제1 기판(10)의 제2면에는 외부 접속용 패드(16)가 배치된다. 외부 접속용 패드(16)는 후술되는 제2 기판(20)과 전기적으로 연결되기 위해 구비되며, 제1 접속 도체(51)를 통해 제2 기판(20)과 연결된다.

따라서, 외부 접속용 패드(16)는 제1 기판(10)의 하부면 중, 제2 기판(20)이 제1 기판(10)에 결합될 때 제2 기판(20)과 대면하는 위치에 배치되며, 다수개가 다양한 형태로 배치될 수 있다.

제2 기판(20)은 제1 기판(10)의 제2면에 결합되며, 제1 접속 도체(51)를 통해 제1 기판(10)과 전기적으로 연결된다. 여기서 제1 접속 도체(51)는 솔더나 도전성 수지와 같은 도전성 접착제로 형성될 수 있다.

제2 기판(20)은 제1 기판(10)과 유사하게 구성될 수 있으며, 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어, 세라믹 기판, 인쇄 회로 기판, 유연성 기판 등)이 이용될 수 있다.

본 실시예에 따른 제2 기판(20)은 복수의 층으로 형성된 다층 기판일 수 있으며, 각 층 사이에는 전기적 연결을 형성하기 위한 배선 패턴(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.

제2 기판(20)의 양면에는 전극 패드(24)가 형성될 수 있다. 제2 기판(20)의 상면에 형성되는 전극 패드(24)는 제1 기판(10)의 외부 접속용 패드(16)와 전기적으로 연결되기 위해 구비된다. 또한, 하부면에 형성되는 전극 패드(24)는 외부 접속 단자(28)와 연결된다.

또한 제2 기판(20)은 제2 기판(20)의 내부에 형성되는 회로 패턴들을 전기적으로 연결하는 도전성 비아(25)를 포함할 수 있다.

제2 기판(20)은 비아가 형성된 다수의 절연층을 마련한 후, 비아들이 전기적으로 연결되도록 절연층들을 적층하는 방식으로 형성될 수 있으며, 일정 두께의 절연층을 먼저 마련하여 절연층 전체를 관통하는 관통 홀을 만든 후 관통 홀 내에 비아를 형성하는 방식으로 형성하는 것도 가능하다. 또한 하나의 수지층(예컨대 에폭시 등)을 마련하고, 다수의 금속 기둥(예컨대 Cu post)이 수지층을 관통하며 수지층에 박히는 형태로 형성하는 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

제2 기판(20)은 하나 또는 다수의 기판들로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 제2 기판(20)이 하나의 기판으로 구성되며 내부에 관통 구멍 형태의 소자 수용부(22)가 형성되는 경우를 예로 들고 있다.

소자 수용부(22)는 제1 기판(10)의 제2면에 실장된 전자 소자들(1)이 수용되는 공간으로 이용된다. 따라서, 제1 기판(10)의 제2면에 실장되는 전자 소자들(1)은, 제1 기판(10)의 제2면 중 제2 기판(20)의 소자 수용부(22)와 대면하는 위치에만 실장될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 실시예에 따른 제2 기판(20)의 실장 높이는 소자 수용부(22)의 내부에 수용되는 전자 소자(1)의 실장 높이보다 낮게 형성된다. 여기서 실장 높이는 기판의 표면(예컨대 제2면)에서부터 측정한 높이를 의미한다.

한편, 제2 기판(20)의 하부에 배치되는 전극 패드(24) 상에는 제2 접속 도체(52)가 배치된다. 제2 접속 도체(52)는 제1 접속 도체(51)와 마찬가지로 솔더나 도전성 수지와 같은 도전성 접착제로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 접속 도체(52)는 후술되는 제2 밀봉부(35) 내에 배치되어 제2 기판과 외부 접속 단자(28)를 전기적으로 연결한다. 따라서, 제1 기판(10)은 제1 접속 도체(51), 제2 기판(20), 제2 접속 도체(52), 및 외부 접속 단자(28)를 경유하여 전자 소자 모듈(100)이 실장되는 메인 기판(도시되지 않음)과 전기적으로 연결될 수 있다.

외부 접속 단자(28)는 제2 기판(20)의 제2 접속 도체(52)에 접합된다. 따라서 외부 접속 단자(28)는 제2 기판(20)과 일정거리 이격 배치되며, 외부 접속 단자(28)와 제2 기판(20)사이에는 제2 접속 도체(52)가 배치된다.

외부 접속 단자(28)는 범프 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 솔더 볼 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

밀봉부(30)는 제1 기판(10)의 제1면에 형성되는 제1 밀봉부(31)와 제2면에 형성되는 제2 밀봉부(35)를 포함할 수 있다.

제1 밀봉부(31)는 제1 기판(10)의 제1면에 실장된 전자 소자들(1)을 밀봉한다.

제1 밀봉부(31)는 제1 기판(10)에 실장된 전자 소자들(1) 사이에 충진됨으로써, 전자 소자들(1) 상호 간의 전기적인 단락이 발생되는 것을 방지한다. 또한 밀봉부(30)는 전자 소자들(1)의 외부를 둘러싸며 전자 소자(1)를 기판 상에 고정시켜 외부의 충격으로부터 전자 소자들(1)을 안전하게 보호한다.

이러한 제1 밀봉부(31)는 에폭시 등과 같은 수지재를 포함하는 절연성의 재료로 형성될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 제1 밀봉부(31)는 상면에 전자 소자들(1)이 실장된 제1 기판(10)을 금형(도시되지 않음)에 안치하고, 금형 내부에 성형수지를 주입하여 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 않는다.

본 실시예에 따른 제2 밀봉부는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 사이와, 제2 기판(20)의 하부, 그리고 소자 수용부(22) 내에 배치된다.

본 실시예에서 제2 밀봉부(35)는 제2 기판(20)을 내부에 매립하는 형태로 제2 기판(20)을 덮으며 형성된다. 이때, 제2 기판(20)은 외측면만이 제2 밀봉부(35)의 외부로 노출된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제2 기판(20) 전체가 완전히 제2 밀봉부(35) 내에 매립되도록 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

또한 본 실시예에서 제2 밀봉부(35)는 소자 수용부(22) 전체를 메우는 형태로 배치된다. 따라서 소자 수용부(22) 내에 수용되는 모든 전자 소자들(1)은 제2 밀봉부(35) 내에 매립된다. 그러나 필요에 따라 전자 소자(1)의 일부가 제2 밀봉부(35)의 외부로 노출되는 형태로 형성하는 것도 가능하다.

이러한 제2 밀봉부(35)는 제1 밀봉부(31)와 마찬가지로 성형수지를 주입하는 몰딩 방식으로 형성될 수 있다. 즉, 제2면에 제2 소자(1b)와 제2 기판(20)이 실장된 제1 기판(10)을 금형(도시되지 않음)에 안치하고, 금형 내부에 성형 수지를 주입하여 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 액상의 수지 용액을 주입한 후 경화시켜 제2 밀봉부(31)를 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

한편, 도시되어 있지 않지만, 제2 소자(1b)와 제1 기판(10) 사이에는 필요에 따라 언더필 수지(미도시)가 배치될 수 있다. 언더필 수지는 제2 소자(1b)와 제1 기판(10) 사이의 틈에 액상의 수지 용액을 주입한 후, 경화시켜 형성할 수 있다. 이 경우, 제2 밀봉부(31)는 언더필 수지도 함께 매립하도록 배치된다.

제2 밀봉부(35)와 제2 소자(1b)가 형성하는 표면(예컨대 하부면)에는 보호층(60)이 배치될 수 있다.

보호층(60)은 제2 소자(1b)와 제2 밀봉부(35)의 계면이 박리되는 것을 방지하고, 외부로 노출된 제2 소자(1b)의 비활성면을 외부 환경으로부터 보호하기 위해 구비된다. 보호층(60)은 수지와 같은 절연성 재질로 형성되며, 예컨대 언더필 수지나 에폭시 수지, 폴리이미드, 솔더 레지스트 등을 통해 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 보호층(60)은 필요에 따라 생략될 수 있다.

한편, 제2 접속 도체(52)는 보호층(60)에 형성된 개구를 통해 보호층(60)의 외부로 노출된다.

차폐층(80)은 밀봉부(30)와 기판(10)에 의해 형성되는 표면을 따라 배치되며 외부로부터 전자 소자(1)로 유입되거나, 전자 소자(1)에서 외부로 유출되는 전자기파를 차폐한다. 따라서 차폐층(80)은 도전성 물질로 형성된다.

본 실시예에서 차폐층(80)은 제1 밀봉부(31) 표면에서 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 측면으로 연장된다. 이에 차폐층(80)은 기판(10, 20)의 측면으로 노출된 접지 패드(미도시)나 접지층(미도시)과 전기적으로 연결된다. 접지 패드(미도시)나 접지층(미도시)은 제1 기판(10)이나 제2 기판(20) 중 적어도 하나에 구비될 수 있다.

차폐층(80)은 밀봉부(30)의 외부면에 도전성 분말을 포함하는 수지재를 도포하거나, 금속 박막을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 금속 박막을 형성하는 경우 스퍼터링, 스크린 프린팅(screen printing), 기상증착법, 전해 도금, 비전해 도금과 같은 다양한 기술들이 사용될 수 있다.

예를 들어, 본 실시예에 따른 차폐층(80)은 밀봉부(30)와 기판(10, 20)이 형성하는 표면에 스프레이 코팅법으로 형성된 금속 박막일 수 있다. 스프레이 코팅법은 균일한 도포막을 형성할 수 있으며 다른 공정에 비해 설비 투자에 소요되는 비용이 적은 장점이 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 실시예의 차폐층(80)은 보호층(60)의 표면에도 배치된다. 이 경우, 보호층(60)의 표면에 배치된 차폐층(80)은 측면에 배치된 차폐층(80)과 전기적으로 연결되거나, 접지와 연결되는 외부 접속 단자(28)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 보호층(60)의 표면에 배치된 차폐층(80)은 필요에 따라 생략될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈은, 제2 기판(20)의 실장 높이(도 3의 L3)가 소자 수용부(22)에 배치되는 제2 소자(1b)의 실장 높이(L4)보다 낮게 구성된다. 또한 소자 수용부(22)에 다수의 전자 소자(1)가 배치되는 경우, 제2 기판(20)의 실장 높이(L3)는 적어도 하나의 전자 소자(1)의 실장 높이(L4)보다 낮게 구성된다.

이에 따라, 제2 밀봉부(35)는 제2 기판(20)의 하부에도 배치된다.

이상에서 설명한 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈(100)은 제1 기판(10)의 양면에 전자 소자들(1)이 실장된다. 또한 제1 기판(10)의 하부면에 배치되는 제2 기판(20)을 통해 외부와 전기적으로 연결된다.

이에 따라, 하나의 기판(즉 제1 기판)에 다수의 전자 소자들(1)을 실장할 수 있으므로 소자의 집적도를 높일 수 있다. 또한 별도의 기판인 제2 기판(20)을 통해 전자 소자들(1)이 실장된 제1 기판(10)의 입출력 경로가 형성되므로, 제1 기판(10)에 양면 몰딩을 하더라도 외부와의 전기적인 연결이 용이하다.

또한 제1 기판의 제1면 실장 높이(L1)에 비해 제2면의 실장 높이(L2)가 낮게 구성되며, 이에 더하여 제2 기판(20)이 제2 소자(1b)보다 낮은 실장 높이를 가지므로, 전자 소자 모듈의 전체의 두께를 최소화할 수 있다.

다음으로, 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈의 제조 방법을 설명한다.

도 4 내지 도 11은 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

먼저 도 4에 도시된 바와 같이 제1 기판(10)을 준비하는 단계가 수행된다. 전술한 바와 같이 제1 기판(10)은 다층 기판일 수 있으며, 양면에 실장용 전극(13)이 형성될 수 있다. 또한 하면에는 외부 접속용 패드(16)가 형성될 수 있다.

이어서, 제1 기판(10)의 제1면 즉 상면에 제1 소자들(1a)을 실장하는 단계가 수행된다. 본 단계는 제1 기판(10)의 일면에 형성된 실장용 전극(13) 상에 스크린 프린팅 방식 등을 통해 솔더 페이스트(solder paste)를 인쇄하고, 그 위에 전자 소자들(1a)을 안착시킨 후, 열을 가하여 솔더 페이스트를 경화시키는 과정을 통해 수행될 수 있다.

이어서 제1 소자들(1a)을 밀봉하며 제1 기판(10)의 일면 상에 제1 밀봉부(31)를 형성하는 단계가 수행된다. 본 단계는 전술한 바와 같이 금형 내에 제1 소자(1)가 실장된 제1 기판(10)을 배치한 후, 금형 내부에 성형수지를 주입하여 형성할 수 있다. 제1 밀봉부(31)가 형성됨에 따라, 제1 기판(10)의 일면 즉 상면에 실장된 제1 소자들(1)은 제1 밀봉부(31)에 의해 외부로부터 보호될 수 있다.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 밀봉부(31)가 형성된 제1 기판(10)의 제2면 즉 하면에 제2 기판(20)을 접합한다. 제1 기판(10)과 제2 기판(20)은 제1 접속 도체(51)를 통해 상호 접합될 수 있다. 제1 접속 도체(51)로는 솔더 페이스트나 도전성 수지와 같은 도전성 접착제가 이용될 수 있다.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 기판(20)의 하부면에 제2 접속 도체(52)를 형성한다. 본 단계에서 제2 접속 도체(52)는 제2 기판(20)의 전극 패드(24) 상에 형성되며, 솔더 볼 또는 솔더 범프의 형태로 형성된다.

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이 제2 기판(20)의 소자 수용부(22) 내에 제2 소자(1b)를 실장한다. 제2 소자(1b)는 실장 높이가 제2 기판(20)의 실장 높이보다 큰 소자가 이용된다.

한편 본 실시예에서는 제2 기판(20)과 제2 소자(1b)를 순차적으로 제1 기판(10)에 실장하는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 소자(1b)를 먼저 제1 기판(10)에 실장하거나, 제2 기판(20)과 제2 소자(1b)를 동시에 제1 기판(10)에 실장하는 것도 가능하다.

또한 본 실시예서는 제2 기판(20)을 제1 기판(10)에 실장한 후, 제2 접속 도체(52)를 형성하는 경우를 예로 들고 있으나, 제2 접속 도체(52)를 미리 제2 기판(20)에 형성한 후, 제2 기판(20)을 제1 기판(10)에 실장하는 등 다양한 변형이 가능하다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 기판(10)의 제2면에 제2 밀봉부(35)를 형성하는 단계가 수행된다. 본 단계는 제1 밀봉부(31)와 마찬가지로, 하부면에 전자 소자(1)와 제2 기판이 실장된 제1 기판(10)을 금형 내에 배치한 후, 금형 내부에 성형수지를 주입하여 형성할 수 있다.

제2 밀봉부(35)에 의해, 제1 기판(10)의 하면에 실장된 제2 소자(1)와 제2 기판(20), 그리고 제2 접속 도체들(52)은 제2 밀봉부(35)의 내부에 매립된다.

한편, 본 단계에서, 금형 내에 주입되는 성형수지는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 사이에 형성된 틈에도 충진된다. 이에 제2 밀봉부(35)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 사이에 형성된 틈에도 형성된다.

이 경우, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)은 그 사이에 충진된 제2 밀봉부(35)에 의해 상호 간의 절연을 확보함 동시에, 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 상호 간의 결합력을 확보할 수 있다.

또한 제2 밀봉부(35)는 제2 기판(20)의 하부면에도 형성되어, 제2 기판(20)의 하부면에 배치된 제2 접속 도체(52)를 매립한다.

이어서, 도 9에 도시된 바와 같이 제2 밀봉부(35)를 부분적으로 제거하여 제2소자를 노출시킨다.

이 과정에서 제2 밀봉부(35)와 함께 제2 접속 도체(52)와 제2 소자(1b)도 부분적으로 제거된다. 제거 공정은 그라인더를 통해 수행될 수 있다.

제2 소자(1b)는 비활성면이 제거된다. 따라서 본 단계를 통해 제2 소자(1b)의 두께는 최소화된다. 반면에 제2 기판(20)은 본 단계에서 제거되지 않는다. 따라서 제2 기판(20)의 실장 높이는 제2 소자(1b)의 실장 높이보다 작게 구성된다.

본 단계에서 제2 접속 도체(52)도 부분적으로 제거되어 두께가 최소화된다. 제2 접속 도체(52)의 두께는 제1 접속 도체(51)와 유사하거나 더 얇은 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 밀봉부(35)를 제거하는 단계는 제2 소자(1b)의 두께를 최소화하기 위해 수행된다. 따라서 실질적으로 제거되는 두께는 제2 소자(1b)의 구조에 따라 다를 수 있다.

또한 제2 접속 도체(52)의 최종 두께는 제2 기판(20)의 실장 높이와 제2 소자(1b)의 실장 높이의 차이로 규정된다.

이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 밀봉부(35)와 제2 소자(1b)의 비활성면, 제2 접속 도체(52)가 형성하는 하부면에 보호층(60)을 형성하고, 보호층(60)에 개구(61)를 형성하여 제2 접속 도체(52)를 노출시킨다.

전술한 바와 같이 보호층(60)은 언더필 수지나 에폭시 수지, 폴리이미드, 솔더 레지스트 등을 통해 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 개구(61)는 포토리소그래피(Photolithography) 방법을 이용하거나 레이저(Laser) 드릴링 방식을 통해 형성할 수 있다.

이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 보호층(60)의 개구(61)를 통해 노출된 제2 접속 도체(52)에 외부 접속 단자(28)를 접합한 후 밀봉부(30)와 기판(10, 20)의 표면, 그리고 보호층(60)의 표면에 차폐층(80)을 형성하여 도 1에 도시된 전자 소자 모듈을 완성한다.

이와 같이 제조되는 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈은 하부의 두께를 최소화하기 위해 제2 밀봉부를 제거할 때, 제2 접속 도체만 제거될 뿐, 제2 기판은 제거되지 않는다. 따라서 제2 밀봉부를 제거하는 과정에서 그라인더가 제2 기판과 접촉하지 않으므로, 그라인더에 의해 제2 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 제1 기판의 제1면에 제1 밀봉부를 먼저 형성하는 경우를 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 기판의 제2면에 제2 소자 및 제2 밀봉부를 먼저 배치하고, 이후 제1 기판의 제1면에 제1 소자와 제1 밀봉부를 배치하는 것도 가능하다.

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.

예컨대, 전술한 실시예들에서는 제2 기판의 외측면이 제2 밀봉부의 외부로 노출되는 경우를 예로 들었으나, 필요에 따라 제2 기판의 외측면도 제2 밀봉부 내에 매립되는 형태로 구성하는 것도 가능하다. 또한 전술한 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수 있다.

100: 전자 소자 모듈
1: 전자 소자
10: 제1 기판
20: 제2 기판
30: 밀봉부
40: 밀봉부
60: 보호층
80: 차폐층

Claims

제1 기판;
상기 제1 기판의 하부면에 실장되는 적어도 하나의 전자 소자;
상기 제1 기판의 하부면에 실장되어 상기 제1 기판을 외부와 전기적으로 연결하는 제2 기판;
상기 제2 기판의 하부면에 접합되는 접속 도체; 및
상기 전자 소자, 상기 제2 기판, 및 상기 접속 도체를 밀봉하는 밀봉부;
를 포함하며,
상기 제2 기판의 실장 높이는 상기 전자 소자의 실장 높이보다 낮게 구성되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서,
상기 접속 도체와 상기 전자 소자는 각각 상기 밀봉부의 외부로 노출되며,
상기 접속 도체의 노출면과 상기 전자 소자의 노출면은 동일한 평면상에 배치되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서,
상기 전자 소자, 상기 제2 기판, 및 상기 접속 도체가 형성하는 표면을 따라 배치되는 보호층을 더 포함하는 전자 소자 모듈.
제3항에 있어서,
상기 보호층 상에 배치되는 차폐층을 더 포함하는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서, 상기 제2 기판은,
관통 구멍 형태의 소자 수용부를 구비하며, 상기 전자 소자는 상기 소자 수용부 내에 배치되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서,
상기 밀봉부는 상기 제2 기판의 하부면을 덮도록 배치되며, 상기 접속 도체는 상기 밀봉부를 관통하여 상기 밀봉부의 외부로 노출되는 전자 소자 모듈.
제6항에 있어서, 상기 접속 도체는,
솔더나 도전성 수지로 형성되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판의 상부면에 실장되는 제1 소자와, 상기 제1 소자를 밀봉하는 제1 밀봉부를 더 포함하는 전자 소자 모듈.
제8항에 있어서,
상기 기판에서 상기 제1 밀봉부의 상부면 까지의 최단 거리가 상기 기판에서 상기 밀봉부의 하부면 까지의 최단 거리보다 크게 형성되는 전자 소자 모듈.
제1 기판의 하부면에 적어도 하나의 전자 소자와 제2 기판을 실장하는 단계;
상기 전자 소자와 상기 제2 기판을 밀봉하는 밀봉부를 형성하는 단계; 및
상기 밀봉부와 상기 전자 소자를 부분적으로 제거하여 상기 전자 소자를 상기밀봉부 외부로 노출시키는 단계;
를 포함하는 전자 소자 모듈 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 밀봉부를 형성하는 단계 이전에,
상기 제2 기판의 하부면에 접속 도체를 형성하는 단계를 더 포함하는 전자 소자 모듈 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 접속 도체는,
상기 제1 기판에 상기 제2 기판을 실장한 후 상기 제2 기판 상에 형성되는 전자 소자 모듈 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 접속 도체는,
상기 제2 기판이 상기 제1 기판에 실장되기 전에 상기 제2 기판에 형성되는 전자 소자 모듈 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 밀봉부를 형성하는 단계는,
상기 밀봉부 내에 상기 접속 도체를 매립하는 단계를 포함하는 전자 소자 모듈 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 전자 소자를 상기 밀봉부 외부로 노출시키는 단계는,
상기 밀봉부와 함께 상기 접속 도체를 부분적으로 제거하여 상기 접속 도체를 상기 밀봉부 외부로 노출시키는 단계를 포함하는 전자 소자 모듈 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 전자 소자가 노출된 면에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전자 소자 모듈 제조 방법.