KR20210120630A - Embedded multi-die flip chip bonding packages - Google Patents

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KR20210120630A
KR20210120630A KR1020200037585A KR20200037585A KR20210120630A KR 20210120630 A KR20210120630 A KR 20210120630A KR 1020200037585 A KR1020200037585 A KR 1020200037585A KR 20200037585 A KR20200037585 A KR 20200037585A KR 20210120630 A KR20210120630 A KR 20210120630A
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이광준
박철진
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주식회사 텔레칩스
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Abstract

Provided is a flip chip package having at least one die embedded therein. The flip chip package includes: a printed circuit board having a plurality of package bumps formed on one surface; a package pad formed of a plurality of layers to be mounted on an upper surface of the package bumps and providing an arbitrary position on the upper surface in which the plurality of layers are removed from an upper top side layer to an arbitrary intermediate layer; at least one buried die buried in a position from which the plurality of layers are removed from the package pad; and a plurality of micro bumps formed between the intermediate layer of the package pad and the buried die, and electrically connecting the buried die to the printed circuit board. As the signal transmission distance is dramatically reduced, delay, noise, and power consumption are reduced, so as to improve the electrical signal delay.

Description

멀티 다이 매립형 플립 칩 패키지{Embedded multi-die flip chip bonding packages}Multi-die embedded flip chip bonding packages

본 발명은 멀티 다이 매립형 플립 칩 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a multi die buried flip chip package.

반도체 웨이퍼는 동일한 전기 회로가 인쇄된 수백 개 또는 수천 개의 반도체 칩들을 포함한다. 각각의 반도체 칩들은 그 자체만으로는 외부와 통신할 수 없기 때문에, 반도체 칩들 각각에 외부와 통신할 수 있도록 전기적인 배선들을 연결한 후, 포장하는 것이 반도체 패키징 공정이다. A semiconductor wafer contains hundreds or thousands of semiconductor chips on which identical electrical circuits are printed. Since each semiconductor chip cannot communicate with the outside by itself, it is a semiconductor packaging process to connect electrical wires to each of the semiconductor chips so that they can communicate with the outside and then package the semiconductor chips.

그리고, 전자 산업의 발달로 전자 부품의 고기능화, 고속화 및 소형화 요구가 증대되고 있다. 이러한 추세에 대응하여 다양한 실장 기술이 연구되고 있다. 그 중 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식은 칩과 기판을 서로 마주보는 상태로 하여, 칩의 패드에서 기판으로의 접속을 솔더 범프(Solder bump) 등을 이용하여 접속하는 방식이다.And, with the development of the electronic industry, the demand for high-functionality, high-speed, and miniaturization of electronic components is increasing. In response to this trend, various mounting technologies are being studied. Among them, the flip chip bonding method is a method in which a chip and a substrate are in a state facing each other, and a connection from a pad of a chip to a substrate is connected using a solder bump or the like.

플립 칩 본딩 방식은 와이어 본딩(wire bonding) 방식에 비하여 패드들 간의 연결 거리를 매우 짧게 유지할 수 있어 신호 전달 속도를 향상시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고, 소자 간 간격 축소 및 종횡비 상승, 반도체 성능과 집적도 개선 한계 등의 기술적 어려움에 직면한 상황이다. Compared to the wire bonding method, the flip chip bonding method can maintain a connection distance between the pads very short, thereby improving the signal transmission speed. Nevertheless, it is facing technical difficulties such as reducing the gap between devices, increasing the aspect ratio, and limiting the improvement of semiconductor performance and integration.

그리고, 실제 고속 전자제품의 전체 전기신호 지연은 50% 이상이 칩과 칩 사이에서 발생하는 패키징 지연에 의해 발생한다. 따라서, 반도체 패키징 기술이 중요하게 인식되고 있으며, 특히, 전기신호 지연을 개선할 수 있는 반도체 패키징 기술의 개발이 요구되고 있다.In addition, more than 50% of the total electrical signal delay of the actual high-speed electronic product is caused by the packaging delay occurring between the chip and the chip. Accordingly, semiconductor packaging technology is recognized as important, and in particular, the development of semiconductor packaging technology capable of improving electrical signal delay is required.

따라서, 본 발명은 적어도 하나 이상의 다이(Die)가 내장되어 있는 멀티 다이 매립형 플립 칩 패키지를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a multi-die buried flip chip package in which at least one die is embedded.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 다이 매립형 플립 칩 패키지는,A die-embedded flip-chip package, which is one feature of the present invention for achieving the technical problem of the present invention, is

복수의 패키지 범프들이 일면에 형성된 인쇄 회로 기판, 복수의 레이어들로 형성되어 상기 패키지 범프들의 상면에 마운트되며, 상면의 임의의 위치는 상위의 탑 사이드 레이어에서부터 임의의 중간 레이어까지 복수의 레이어들이 제거되어 있는 패키지 패드, 상기 패키지 패드에서 상기 복수의 레이어들이 제거된 위치에 매립되어 있는 적어도 하나의 매립 다이, 그리고 상기 패키지 패드의 중간 레이어와 상기 매립 다이의 사이에 형성되며, 상기 매립 다이를 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 마이크로 범프들을 포함한다.A printed circuit board having a plurality of package bumps formed on one surface, a plurality of layers is formed and mounted on the top surface of the package bumps, and a plurality of layers are removed from an upper top side layer to an arbitrary intermediate layer at an arbitrary position on the top surface. a package pad, at least one buried die buried in a position where the plurality of layers are removed from the package pad, and formed between an intermediate layer of the package pad and the buried die, wherein the buried die is printed and a plurality of micro bumps electrically connected to the circuit board.

상기 적어도 하나의 매립 다이의 상면은 상기 패키지 패드의 상면 위로 돌출되지 않도록 구현될 수 있다.A top surface of the at least one buried die may not protrude above the top surface of the package pad.

하나의 상기 매립 다이의 상면 일부분에 마운트된 적층 다이를 포함할 수 있다.and a stacked die mounted on a portion of the top surface of one of said buried die.

상기 적층 다이와 상기 매립 다이의 사이에 형성되며, 상기 적층 다이를 상기 매립 다이를 통해 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 제1 적층 다이 마이크로 범프들을 포함할 수 있다.and a plurality of first stacked die micro bumps formed between the stacking die and the buried die, and electrically connecting the stacked die to the printed circuit board through the embedding die.

상기 적층 다이와 상기 패키지 패드 사이에 형성되며, 상기 적층 다이를 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 제2 적층 다이 마이크로 범프들을 포함할 수 있다.A plurality of second stacked die micro bumps are formed between the stacked die and the package pad and electrically connect the stacked die to the printed circuit board.

상기 적층 다이는 상기 매립 다이의 상면의 일 부분에 복수 개 마운트될 수 있다.A plurality of stacking dies may be mounted on a portion of an upper surface of the buried die.

상기 복수 개 마운트되어 있는 적층 다이들 상면의 일 부분에 다이가 수직 적층될 수 있다.A die may be vertically stacked on a portion of an upper surface of the plurality of stacked dies.

상기 수직 적층된 다이와 상기 적층 다이들 사이에 형성되며, 상기 수직 적층된 다이를 상기 적층 다이와 상기 매립 다이를 통해 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 제3 마이크로 범프들을 포함할 수 있다.and a plurality of third micro bumps formed between the vertically stacked die and the stacked dies and electrically connecting the vertically stacked die to the printed circuit board through the stacked die and the buried die.

상기 수직 적층된 다이와 상기 매립 다이 사이에 형성되며, 상기 수직 적층된 다이를 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 제4 마이크로 범프들을 포함하며, 상기 제4 마이크로 범프들의 크기는 상기 제3 마이크로 범프들의 크기보다 클 수 있다.and a plurality of fourth micro bumps formed between the vertically stacked die and the buried die and electrically connecting the vertically stacked die to the printed circuit board, wherein the fourth micro bumps have a size of the third micro bumps. It may be larger than the size of the bumps.

본 발명에 따르면, 서로 통신하는 다이들을 하나의 패키지로 구성함으로써, 신호 전송 거리가 획기적으로 줄어들기 때문에, 지연, 노이즈, 전력 소비가 줄어 전기신호 지연을 개선할 수 있다.According to the present invention, since dies communicating with each other are configured in one package, a signal transmission distance is remarkably reduced, delay, noise, and power consumption are reduced, thereby improving electrical signal delay.

또한, 두 개 이상의 칩들이 일 부분 수직으로 적층되어 있으므로, 두 다이 사이의 초고속 신호의 송수신이 가능하고, 적층되는 일부분에 각 칩마다 초고속 신호를 전송할 패키지 볼과의 연결 필요성이 없기 때문에 패키지 패드의 크기가 작아져 가격 경쟁력을 갖출 수 있다.In addition, since two or more chips are partially vertically stacked, high-speed signal transmission and reception between two dies is possible, and since there is no need for connection with a package ball to transmit high-speed signals for each chip in the stacked portion, the package pad Due to its small size, it can be competitively priced.

도 1은 일반적인 플립 칩 패키지의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 매립형 플립 칩 패키지의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 매립형 플립 칩 패키지의 또 다른 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 다이 매립형 플립 칩 패키지의 예시도이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티 다이 매립형 플립 칩 패키지의 예시도이다.
도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 플립 칩 패키지들의 예시도이다.
1 is an exemplary diagram of a typical flip chip package.
2 is an exemplary diagram of a die buried flip chip package according to a first embodiment of the present invention.
3 is another exemplary diagram of a die buried flip chip package according to the first embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram of a multi-die buried flip chip package according to a second embodiment of the present invention.
5 to 10 are exemplary diagrams of a multi-die buried flip-chip package according to a third embodiment of the present invention.
11A to 11E are diagrams illustrating various types of flip chip packages according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

이하, 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 다이 매립형 플립 칩 패키지에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예에 대해 설명하기 앞서, 일반적인 한 개의 다이를 가지는 플립 칩 패키지에 대해 도 1을 참조로 설명한다.Hereinafter, a multi-die buried flip chip package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Prior to describing an embodiment of the present invention, a general one-die flip chip package will be described with reference to FIG. 1 .

도 1은 일반적인 플립 칩 패키지의 예시도이다.1 is an exemplary diagram of a typical flip chip package.

도 1의 (a)는 패키지 패드(40)가 6층인 경우를 예로 하여 나타낸 것이고, 도 1의 (b)는 패키지 패드(70)가 4층인 경우를 나타낸 것이다. 그리고 도 1의 (c)는 하나의 PCB(20)에 두 장의 패키지 패드(70)가 형성되어, 두 칩 사이에 신호가 송수신되는 경로를 나타낸 것이다.FIG. 1A illustrates a case in which the package pad 40 has six layers as an example, and FIG. 1B illustrates a case in which the package pad 70 has four layers. In addition, (c) of FIG. 1 shows a path through which two pieces of package pads 70 are formed on one PCB 20, and signals are transmitted/received between the two chips.

도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 플립 칩 패키지(10)는 다이(60)로부터 시작하여 마이크로 범프(50)와 패키지 패드(40)를 통과한 신호는, 패키지 범프(30)를 통해 PCB(20)로 전달되며, 이를 통해 외부와 통신할 수 있다. As shown in (a) to (c) of FIG. 1 , the flip chip package 10 starts from the die 60 and passes through the micro bump 50 and the package pad 40 , the package bump ( 30) through the PCB 20, through which it is possible to communicate with the outside.

플립 칩 패키지(10)는 와이어 본딩 방식보다 전기적 특성이 좋고, 와이어 본딩 루프의 높이가 없어 좁은 면적으로 칩의 실장 밀도를 높일 수 있다. 그리고 플립 칩 본딩 방식은 다이(60)의 전체 표면을 전기적 연결 통로로 사용할 수 있기 때문에, 입출력 단자의 수를 늘릴 수 있다.The flip chip package 10 has better electrical characteristics than the wire bonding method, and there is no height of the wire bonding loop, so that the chip mounting density can be increased in a small area. In addition, since the flip chip bonding method can use the entire surface of the die 60 as an electrical connection path, the number of input/output terminals can be increased.

이와 같이, 일반적인 플립 칩 패키지는 와이어 본딩 방식에 비해 패드들 간의 연결 거리를 짧게 유지할 수 있어 신호 전달 속도를 향상시킬 수 있음에도 불구하고, 여전히 마이크로 범프(50)과 다이(60)로 구성된 칩과 PCB(20) 사이의 거리로 인에 전기신호 지연이 발생한다.As described above, although the general flip-chip package can keep the connection distance between the pads shorter than the wire bonding method, thereby improving the signal transmission speed, the chip and the PCB still composed of the micro bumps 50 and the die 60 The distance between (20) causes an electrical signal delay in phosphorus.

즉, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 두 개의 칩 사이에 신호가 송수신된다고 가정한다. 그러면, 제1 다이(61)에서 처리된 신호는 제1 마이크로 범프(51)-제1 패키지 패드(71)-제1 패키지 범프(31)-PCB(20)-제2 패키지 범프(32)-제2 패키지 패드(72)-제2 마이크로 범프(52)-제2 다이(62)의 경로로 이웃한 칩으로 전달된다. 따라서, 칩과 PCB(20) 사이의 거리로 인해, 전기 신호의 지연이 발생된다.That is, it is assumed that a signal is transmitted/received between two chips as shown in FIG. 1(c). Then, the signal processed by the first die 61 is the first micro bump 51 - the first package pad 71 - the first package bump 31 - the PCB 20 - the second package bump 32 - The second package pad 72 - the second micro bump 52 - is transferred to the neighboring chip through the path of the second die 62 . Therefore, due to the distance between the chip and the PCB 20, a delay in the electrical signal is generated.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 전기신호의 지연을 개선하고, 복수 개의 다이(Die)를 포함하는 하나의 플립 칩 패키지를 생성할 수 있도록, 적어도 하나의 다이가 패키지 패드에 매립되도록 구현한다. 이에 대해 이하 도면을 참조로 설명한다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, at least one die is embedded in the package pad to improve the delay of the electric signal and to generate one flip chip package including a plurality of dies. This will be described with reference to the drawings below.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 매립형 플립 칩 패키지의 예시도이다.2 is an exemplary diagram of a die buried flip chip package according to a first embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 하나의 다이(111)와 복수의 마이크로 범프(112)들로 이루어진 칩(110)이, 적어도 하나 이상의 다이(111)를 안착시켜 패키징할 수 있는 패드(이하, 설명의 편의를 위하여 ‘패키지 패드’라 지칭함)(120) 위에 접착되는 것이 아니라, 패키지 패드(120)에 매립된다. As shown in FIG. 2 , in the embodiment of the present invention, a chip 110 including one die 111 and a plurality of micro bumps 112 may be packaged by seating at least one die 111 . Instead of being adhered to the pad (hereinafter, referred to as a 'package pad' for convenience of description) 120 , it is embedded in the package pad 120 .

도 2에서는 6층의 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 패키지 패드로 사용하는 것을 예로 하여 설명한다. 그러나 4층의 인쇄회로기판을 패키지 패드로 사용할 수 있고, 인쇄회로기판의 기능을 수행하는 여타 다른 기판들도 패키지 패드로 사용할 수 있으므로, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다. In FIG. 2, an example of using a 6-layer printed circuit board (PCB) as a package pad will be described. However, since the printed circuit board of the four layers may be used as the package pad, and other boards performing the function of the printed circuit board may also be used as the package pad, the present invention is not limited thereto.

패키지 패드(120)에서 제1 기판(121)의 일부를 제거하고, 제거된 위치에 칩(110)을 삽입하여 구현한다. This is implemented by removing a portion of the first substrate 121 from the package pad 120 and inserting the chip 110 at the removed position.

여기서, 제1 기판(121)은 탑 사이드 레이어인 제1 레이어(121-1)와 기판, 그리고 제2 레이어(121-2)로 구성된다. 도 2에 따른 본 발명의 실시예에서는 3장의 기판이 겹쳐진 6층의 인쇄회로기판을 사용하므로, 설명의 편의를 위하여 제1 기판, 제2 기판, 그리고 제3 기판이라 지칭한다. 이때, 이하 본 발명의 실시예에 따른 설명에서 기재되어 있는 레이어들은 기판(121~123)에 인쇄되어 있는 구리 배선을 예로 하여 설명하나, 전기 신호를 전달할 수 있는 물질이라면 어떠한 물질로 대체할 수 있다, Here, the first substrate 121 includes a first layer 121-1 serving as a top side layer, a substrate, and a second layer 121-2. In the embodiment of the present invention according to FIG. 2, since a 6-layer printed circuit board on which three substrates are overlapped is used, the first substrate, the second substrate, and the third substrate are referred to for convenience of description. At this time, the layers described in the description according to the embodiment of the present invention will be described using the copper wiring printed on the substrates 121 to 123 as an example, but any material that can transmit an electrical signal may be substituted. ,

삽입된 칩(110)의 복수의 마이크로 범프(112)들은 제2 기판(122)의 제3 레이어(122-1)에 연결된다. 이때, 칩(110)의 다이(111)의 일 면 즉, 마이크로 범프(112)들이 부착되지 않은 면이 패키지 패드(120)의 밖으로 돌출되지 않도록 다이(111)의 두께를 조절한다. 본 발명의 실시예에서는 다이(111)의 두께를 조절하는 것을 예로 하여 설명하나, 마이크로 범프(112)의 크기를 키우거나 기판(121, 122)들의 두께를 조절하여, 다이(111)의 일면이 패키지 패드(120)의 밖으로 돌출되지 않도록 조절할 수도 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 다이(111)의 두께를 조절하는 것으로 설명한다.The plurality of micro bumps 112 of the inserted chip 110 are connected to the third layer 122-1 of the second substrate 122 . At this time, the thickness of the die 111 is adjusted so that one surface of the die 111 of the chip 110 , that is, the surface to which the micro bumps 112 are not attached does not protrude out of the package pad 120 . In the embodiment of the present invention, the control of the thickness of the die 111 is described as an example, but by increasing the size of the micro bump 112 or adjusting the thickness of the substrates 121 and 122, one surface of the die 111 is It may be adjusted so as not to protrude out of the package pad 120 . However, in the embodiment of the present invention, it will be described that the thickness of the die 111 is adjusted for convenience of description.

여기서, 다이(111)에서 처리되는 신호가 마이크로 범프(112)와 패키지 패드(120), 패키지 범프(130)를 거쳐 PCB(140)로 이동하는 방법은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 마이크로 범프(112), 패키지 패드(120), 패키지 범프(130)의 재질이나 크기는 다양하게 구현될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 재질과 크기로 한정하지 않는다.Here, a method in which the signal processed by the die 111 moves to the PCB 140 through the micro bump 112 , the package pad 120 , and the package bump 130 is already known. A description is omitted. In addition, since the material and size of the micro bump 112 , the package pad 120 , and the package bump 130 may be implemented in various ways, the embodiment of the present invention is not limited to any one material and size.

이와 같이 칩(110)을 패키지 패드(120)에 매립하고, 마이크로 범프(112)가 제3 레이어(122-1)에 연결되도록 함으로써, 마이크로 범프(112)와 패키지 범프(130) 사이의 간격이 기존 플립 칩 패키지보다 짧아지게 된다. 이에 따라, 전기 신호의 지연을 줄여줄 수 있다.As described above, by embedding the chip 110 in the package pad 120 and connecting the micro bumps 112 to the third layer 122-1, the gap between the micro bumps 112 and the package bumps 130 is reduced. It will be shorter than the conventional flip chip package. Accordingly, it is possible to reduce the delay of the electrical signal.

본 발명의 제1 실시예에 따른 플립 칩 패키지는 다음 도 3과 같이 다른 형태로 구현될 수 있다.The flip chip package according to the first embodiment of the present invention may be implemented in another form as shown in FIG. 3 below.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 매립형 플립 칩 패키지의 또 다른 예시도이다.3 is another exemplary diagram of a die buried flip chip package according to the first embodiment of the present invention.

도 3의 (a)는 6층의 메탈 레이어로 구성된 패키지 패드(120)에서, 제1 레이어(121-1)에서부터 제4 레이어(122-2)까지 즉, 제1 기판(121)과 제2 기판(122)의 일부를 제거하고, 마이크로 범프(112)들이 제5 레이어(123-1)에 연결되도록 칩(110)을 매립하여 구현한 예시도이다. 그리고 도 3의 (b)는 패키지 패드(120)가 4층의 인쇄회로기판으로 구성된 경우의 예시도이다.FIG. 3A illustrates a package pad 120 including six metal layers, from the first layer 121-1 to the fourth layer 122-2, that is, the first substrate 121 and the second layer. It is an exemplary view implemented by removing a portion of the substrate 122 and embedding the chip 110 so that the micro bumps 112 are connected to the fifth layer 123 - 1 . And Fig. 3 (b) is an exemplary view when the package pad 120 is composed of a four-layer printed circuit board.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 칩(110)의 마이크로 범프(112)가 제5 레이어(123-1)에 접촉되는 경우, 다이(111)의 두께를 상기 도 2에 도시된 다이(111)의 두께보다 두껍게 구현한다. 이 경우에도, 다이(111)에서 마이크로 범프(112)들이 형성되지 않은 한쪽 면이 패키지 패드(120)의 밖으로 돌출되지 않도록, 다이(111)의 두께를 조절하거나, 제1 기판(121)과 제2 기판(122)의 두께를 조절하거나, 또는 마이크로 범프(112)의 크기를 조절할 수 있다.As shown in (a) of FIG. 3 , when the micro bumps 112 of the chip 110 are in contact with the fifth layer 123 - 1 , the thickness of the die 111 is determined by the die shown in FIG. 2 . It is implemented thicker than the thickness of (111). Even in this case, the thickness of the die 111 is adjusted so that one side of the die 111 on which the micro bumps 112 are not formed does not protrude out of the package pad 120 , or the first substrate 121 and the first substrate 121 are formed. 2 The thickness of the substrate 122 may be adjusted, or the size of the micro bumps 112 may be adjusted.

그리고, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 패키지 패드(150)가 4층의 레이어로 구성되더라도, 제1 기판(151)의 일부를 제거하고 제거된 위치로 칩(110)이 삽입되도록 구현할 수 있다. 도 3의 (b)와 같이 구현하는 경우에도, 칩(110)이 패키지 패드(120)의 밖으로 돌출되지 않도록 다이(111)의 두께를 조절하거나, 제거된 기판(151)의 두께를 조절할 수 있다.And, as shown in FIG. 3B , even if the package pad 150 is composed of four layers, a part of the first substrate 151 is removed and the chip 110 is inserted into the removed position. can be implemented Even when implemented as shown in FIG. 3B , the thickness of the die 111 may be adjusted so that the chip 110 does not protrude out of the package pad 120 , or the thickness of the removed substrate 151 may be adjusted. .

상기 도 2 및 도 3의 제1 실시예에서는 하나의 칩이 플립 칩 패키지에 매립되는 것을 예로 하여 설명하였으나, 서로 다른 다이의 처리 속도를 높이기 위해 하나의 칩이 매립되고, 매립된 칩의 일 부분에 수직으로 다른 칩들이 적층, 즉 마운트될 수도 있다. 이에 대해 도 4를 참조로 설명한다.In the first embodiment of FIGS. 2 and 3, one chip is embedded in a flip chip package as an example. However, in order to increase the processing speed of different dies, one chip is embedded and a portion of the embedded chip Other chips may be stacked, ie mounted, perpendicular to the . This will be described with reference to FIG. 4 .

이후 설명할 다양한 실시예에 따른 플립 칩 패키지의 패키지 패드는 설명의 편의를 위하여 6층의 인쇄회로기판을 사용하는 것으로 도시하여 설명하나, 상기 도 3의 (b)와 같이 4층의 인쇄회로기판을 사용할 수도 있다. 또한, 설명의 편의를 위하여 마이크로 범프가 제3 레이어에 연결되는 것으로 도시하여 설명하나, 상기 도 2의 (a)와 같이 제5 레이어에 연결되도록 변형하여 구현할 수도 있다. The package pad of the flip chip package according to various embodiments to be described later is described as using a 6-layer printed circuit board for convenience of explanation, but as shown in FIG. 3(b), a 4-layer printed circuit board can also be used. Also, for convenience of description, the micro-bump is illustrated as being connected to the third layer, but it may be implemented by modifying it to be connected to the fifth layer as shown in FIG. 2A .

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 다이 매립형 플립 칩 패키지의 예시도이다.4 is an exemplary diagram of a multi-die buried flip chip package according to a second embodiment of the present invention.

복수의 칩이 수직으로 동일한 위치에 적층되는 경우, 본딩 정렬, 웨이퍼 뒤틀림, 웨이퍼 휨, 결합 신뢰성, 검사 등의 다양한 요소들을 고려해야만 한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 패키지 패드로 삽입된 칩의 일부 위치에 또 다른 칩의 일부가 겹쳐지도록, 엇갈린 구조로 칩을 수직 적층한다. When a plurality of chips are vertically stacked at the same location, various factors such as bonding alignment, wafer warpage, wafer warpage, bonding reliability, and inspection must be considered. Accordingly, in the embodiment of the present invention, chips are vertically stacked in a staggered structure so that a part of another chip overlaps a part of the chip inserted into the package pad.

이때, 설명의 편의를 위하여 패키지 패드에 매립되는 칩을 ‘매립 칩’이라 지칭하고, 매립 칩의 일 부분에 수직으로 적층되는 칩을 ‘적층 칩’이라 지칭하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.In this case, for convenience of description, a chip embedded in the package pad is referred to as a 'buried chip', and a chip stacked vertically on a portion of the embedded chip is referred to as a 'stacked chip', but the present invention is not limited thereto.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 매립 칩(160)이 패키지 패드(120)에 내장되고, 적층 칩(170)의 일부가 매립 칩(160)의 일부에 겹쳐지도록 수직 적층된다. 본 발명의 실시예에서는 적층 칩(170)의 마이크로 범프들 중 세 개의 마이크로 범프들과 매립 칩(160)의 세 개의 마이크로 범프들이 연결되도록 적층되는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.That is, as shown in FIG. 4 , the buried chip 160 is embedded in the package pad 120 , and a part of the stacked chip 170 is vertically stacked so as to overlap a part of the buried chip 160 . In the embodiment of the present invention, it is described as an example that the three micro bumps among the micro bumps of the stacked chip 170 and the three micro bumps of the buried chip 160 are connected to each other as an example, but the present invention is not limited thereto. .

이때, 적층 칩(170)의 제1 부분(①)은 매립 칩(160)과의 밀접한 상호 통신이이루어지는 초고속 신호를 전달하기 위해 사용된다. 그리고 제2 부분(②)에 구성된 마이크로 범프들은 일반적인 플립 칩의 마이크로 범프들과 같이 PCB(140)와 연결되므로, 제1 부분(①)의 마이크로 범프들보다 상대적으로 지연으로 인한 일반적인 속도로 신호를 PCB(140)로 전달하게 된다. 따라서, 하나의 칩으로도 서로 다른 신호 전달 속도를 구현할 수 있다.At this time, the first part (①) of the stacked chip 170 is used to transmit a high-speed signal through which close mutual communication with the embedded chip 160 is made. And since the micro bumps configured in the second part (②) are connected to the PCB 140 like micro bumps of a general flip chip, the micro bumps in the first part (①) transmit signals at a general speed due to a relatively delay than the micro bumps of the first part (①). It is transferred to the PCB (140). Accordingly, different signal transmission rates can be implemented even with a single chip.

다음은 세 개 이상의 다이들로 플립 칩 패키지를 형성하는 다양한 예에 대해 도 5 내지 도 10을 참조로 설명한다.Next, various examples of forming a flip chip package with three or more dies will be described with reference to FIGS. 5 to 10 .

도 5 내지 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티 다이 매립형 플립 칩 패키지의 예시도이다.5 to 10 are exemplary diagrams of a multi-die buried flip-chip package according to a third embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 매립 칩(160)의 양쪽 제1 부분과 제2 부분으로 두 개의 적층 칩(171, 172)이 적층될 수 있다. As shown in FIG. 5 , two stacked chips 171 and 172 may be stacked as both first and second parts of the buried chip 160 .

또는, 도 6에 도시된 바와 같이, 매립 칩(160)의 양쪽의 제1 부분과 제2 부분 뿐만 아니라, 매립 칩(160)의 중앙의 제3 부분에도 적층 칩(173)이 적층될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 6 , the stacked chip 173 may be stacked not only on the first and second portions on both sides of the buried chip 160 , but also on the third portion at the center of the buried chip 160 . .

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 매립 칩(160)의 일부분에 해당하는 제1 부분과 제2 부분에 각각 제1 적층 칩(171)과 제2 적층 칩(172)이 적층되고, 적층된 제1 적층 칩(171)과 제2 적층 칩(172)에 걸쳐 수직 위로 또 다른 제3 적층 칩(174)이 적층될 수 있다. 이때, 또 다른 적층 칩(174)의 일부분인 제1 부분(③)은 제2 적층 칩(172)을 통해 매립 칩(160)과 연결되고, 또 다른 일부분인 제2 부분(④)은 제1 적층 칩(171)을 통해 매립 칩(160)과 연결된다. In addition, as shown in FIG. 7 , the first stacked chip 171 and the second stacked chip 172 are stacked on the first part and the second part corresponding to a part of the buried chip 160 , respectively, and the stacked chips are stacked. Another third stacked chip 174 may be stacked vertically over the first stacked chip 171 and the second stacked chip 172 . At this time, the first part (③), which is a part of another stacked chip 174, is connected to the buried chip 160 through the second stacked chip 172, and the second part (④), which is another part, is connected to the first It is connected to the buried chip 160 through the stacked chip 171 .

도 7에서는 제3 적층 칩(174)이 제1 적층 칩(172) 및 제2 적층 칩(172)과 연결되지 않는 부분에는 마이크로 범프(112)들이 형성되지 않아 매립 칩(160)과 연결되지 않은 것을 실시예로 하여 도시하였다. In FIG. 7 , micro bumps 112 are not formed in a portion where the third stacked chip 174 is not connected to the first stacked chip 172 and the second stacked chip 172 , so that it is not connected to the buried chip 160 . It is shown as an example.

그러나, 도 8과 같이 제3 적층 칩(174) 중 마이크로 범프가 형성되지 않은 부분(⑤)들에 마이크로 범프(114)의 크기를, 제1 적층 칩(171) 및 제2 적층 칩(172)에 연결되는 마이크로 범프(112)의 크기와 다르게 설정하여, 매립 칩(160)의 다이(111)에 연결되도록 할 수도 있다.However, as shown in FIG. 8 , the sizes of the micro bumps 114 in the portions ⑤ in which the micro bumps are not formed among the third stacked chips 174 , the first stacked chip 171 and the second stacked chip 172 , are determined as shown in FIG. 8 . It may be set to be different from the size of the micro bumps 112 connected to the , so as to be connected to the die 111 of the embedded chip 160 .

또한, 상기 도 2 내지 도 7에서는 하나의 칩이 패키지 패드(120)에 매립되는 것을 나타내었으나, 복수의 칩을 패키지 패드(120)에 매립하고, 매립된 매립 칩의 일 부분에 수직으로 적층 칩을 적층할 수도 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 두 개의 매립 칩(181, 182)을 패키지 패드(120)에 일정 간격을 두고 매립하고, 제1 매립 칩(181)과 제2 매립 칩(182)에 일 부분이 겹쳐지도록 적층 칩(170)을 적층할 수 있다.In addition, although one chip is embedded in the package pad 120 in FIGS. 2 to 7 , a plurality of chips are embedded in the package pad 120 and stacked vertically on a portion of the embedded embedded chip. may be laminated. That is, as shown in FIG. 9 , two buried chips 181 and 182 are buried in the package pad 120 with a predetermined interval therebetween, and work is performed in the first buried chip 181 and the second buried chip 182 . The stacked chips 170 may be stacked so that portions overlap each other.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 두 개의 적층 칩(181, 182)의 상단 일 부분에 제3 적층 칩(183)을 추가로 적층할 수 있다. 그리고, 제3 적층 칩(173)이 패키지 패드(120)에 연결될 수 있다.Also, as shown in FIG. 10 , a third stacked chip 183 may be additionally stacked on an upper portion of the two stacked chips 181 and 182 . In addition, the third stacked chip 173 may be connected to the package pad 120 .

다음은 상기에서 설명한 다양한 형태의 플립 칩 패키지에서 매립 칩(160)의 다이에 복수의 플립 칩들이 연결되는 예에 대해 도 11을 참조로 설명한다. Next, an example in which a plurality of flip chips are connected to the die of the buried chip 160 in the above-described various types of flip chip packages will be described with reference to FIG. 11 .

도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 플립 칩 패키지들의 예시도이다.11A to 11E are diagrams illustrating various types of flip chip packages according to an embodiment of the present invention.

도 11a에 도시된 바와 같이 하나의 매립 칩(110) 위에 하나의 적층 칩(170)이 마운트되거나, 도 11b에 도시된 바와 같이 하나의 매립 칩(110) 위에 복수의 적층 칩(170)들이 마운트될 수 있다. 또한, 도 11c 내지 도 11e에 복수의 매립 칩(110)들 상부에 복수의 적층 칩(170)들이 마운트 될 수도 있다.One stacked chip 170 is mounted on one buried chip 110 as shown in FIG. 11A , or a plurality of stacked chips 170 are mounted on one buried chip 110 as shown in FIG. 11B . can be Also, a plurality of stacked chips 170 may be mounted on the plurality of buried chips 110 in FIGS. 11C to 11E .

또한, 도 11d에 도시한 바와 같이, 복수의 매립 칩(110)의 마이크로 범프들이 각기 다른 레이어에 연결될 수 있다. 즉, 하나의 매립 칩의 마이크로 범프들은 제3 레이어(122-1)에 연결되고, 또 다른 매립 칩의 마이크로 범프들은 제5 레이어(123-1)에 연결될 수 있다.Also, as shown in FIG. 11D , the micro bumps of the plurality of buried chips 110 may be connected to different layers. That is, the micro bumps of one buried chip may be connected to the third layer 122-1, and the micro bumps of another buried chip may be connected to the fifth layer 123-1.

이상에서 설명한 바와 같이, 다양한 형태로 구현된 하나 이상의 다이 매립형 플립 칩 패키지를 통해, 노이즈, 전력 소비를 줄이거나, 서로 다른 처리 속도를 가지는 다이들을 수직 적층하여, 처리 속도를 개선할 수 있다.As described above, the processing speed may be improved by reducing noise and power consumption or vertically stacking dies having different processing speeds through one or more die buried flip chip packages implemented in various forms.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.

Claims (9)

복수의 패키지 범프들이 일면에 형성된 인쇄 회로 기판,
복수의 레이어들로 형성되어 상기 패키지 범프들의 상면에 마운트되며, 상면의 임의의 위치는 상위의 탑 사이드 레이어에서부터 임의의 중간 레이어까지 복수의 레이어들이 제거되어 있는 패키지 패드,
상기 패키지 패드에서 상기 복수의 레이어들이 제거된 위치에 매립되어 있는 적어도 하나의 매립 다이, 그리고
상기 패키지 패드의 중간 레이어와 상기 매립 다이의 사이에 형성되며, 상기 매립 다이를 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 마이크로 범프들
을 포함하는, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
A printed circuit board having a plurality of package bumps formed on one surface,
A package pad formed of a plurality of layers and mounted on the top surface of the package bumps, from which a plurality of layers are removed from an upper top side layer to an arbitrary intermediate layer at an arbitrary position on the top surface;
at least one buried die buried in a position in which the plurality of layers are removed from the package pad; and
a plurality of micro bumps formed between the intermediate layer of the package pad and the buried die and electrically connecting the buried die to the printed circuit board
A die embedded flip chip package comprising:
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 매립 다이의 상면은 상기 패키지 패드의 상면 위로 돌출되지 않는, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
According to claim 1,
and a top surface of the at least one buried die does not protrude above a top surface of the package pad.
제1항에 있어서,
하나의 상기 매립 다이의 상면 일부분에 마운트된 적층 다이
를 포함하는, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
According to claim 1,
A stacked die mounted on a portion of the top surface of one of the buried die
A die embedded flip chip package comprising:
제3항에 있어서,
상기 적층 다이와 상기 매립 다이의 사이에 형성되며, 상기 적층 다이를 상기 매립 다이를 통해 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 제1 적층 다이 마이크로 범프들
을 포함하는, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
4. The method of claim 3,
A plurality of first stacked die micro bumps are formed between the stacked die and the buried die and electrically connect the stacked die to the printed circuit board through the buried die.
A die embedded flip chip package comprising:
제4항에 있어서,
상기 적층 다이와 상기 패키지 패드 사이에 형성되며, 상기 적층 다이를 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 제2 적층 다이 마이크로 범프들
을 포함하는, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
5. The method of claim 4,
a plurality of second stacked die micro bumps formed between the stacked die and the package pad and electrically connect the stacked die to the printed circuit board
A die embedded flip chip package comprising:
제3항에 있어서,
상기 적층 다이는 상기 매립 다이의 상면의 일 부분에 복수 개 마운트되는, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
4. The method of claim 3,
wherein a plurality of the stacked dies are mounted on a portion of an upper surface of the buried die.
제6항에 있어서,
상기 복수 개 마운트되어 있는 적층 다이들 상면의 일 부분에 다이가 수직 적층되는, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
7. The method of claim 6,
A die buried flip chip package, wherein a die is vertically stacked on a portion of an upper surface of the plurality of stacked dies.
제7항에 있어서,
상기 수직 적층된 다이와 상기 적층 다이들 사이에 형성되며, 상기 수직 적층된 다이를 상기 적층 다이와 상기 매립 다이를 통해 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 제3 마이크로 범프들
을 더 포함하는, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
8. The method of claim 7,
a plurality of third micro bumps formed between the vertically stacked die and the stacked dies and electrically connecting the vertically stacked die to the printed circuit board through the stacked die and the buried die;
Further comprising a die embedded flip chip package.
제8항에 있어서,
상기 수직 적층된 다이와 상기 매립 다이 사이에 형성되며, 상기 수직 적층된 다이를 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속시키는 복수의 제4 마이크로 범프들을 더 포함하며,
상기 제4 마이크로 범프들의 크기는 상기 제3 마이크로 범프들의 크기보다 큰, 다이 매립형 플립 칩 패키지.
9. The method of claim 8,
a plurality of fourth micro bumps formed between the vertically stacked die and the buried die and electrically connecting the vertically stacked die to the printed circuit board;
and a size of the fourth micro bumps is larger than a size of the third micro bumps.
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