KR20220033204A - 반도체 패키지 - Google Patents
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- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
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- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/13113—Bismuth [Bi] as principal constituent
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- H01L2224/13116—Lead [Pb] as principal constituent
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- H01L2224/13117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/13124—Aluminium [Al] as principal constituent
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- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13139—Silver [Ag] as principal constituent
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- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13144—Gold [Au] as principal constituent
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- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13147—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13155—Nickel [Ni] as principal constituent
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16135—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/16145—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16135—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/16145—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
- H01L2224/16146—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked the bump connector connecting to a via connection in the semiconductor or solid-state body
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
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- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16235—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a via metallisation of the item
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/81001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/8138—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/81399—Material
- H01L2224/814—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/81438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/81447—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/818—Bonding techniques
- H01L2224/81801—Soldering or alloying
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- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06513—Bump or bump-like direct electrical connections between devices, e.g. flip-chip connection, solder bumps
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- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06517—Bump or bump-like direct electrical connections from device to substrate
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- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06524—Electrical connections formed on device or on substrate, e.g. a deposited or grown layer
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- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06541—Conductive via connections through the device, e.g. vertical interconnects, through silicon via [TSV]
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Abstract
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 구체적으로 재배선 기판, 상기 재배선 기판의 상면 상에 실장된 반도체 칩, 및 상기 반도체 칩과 상기 재배선 기판 사이의 연결 단자를 포함하되, 상기 재배선 기판은, 상기 연결 단자의 하면 상에 배치되고, 제1 비아 및 상기 제1 비아 상의 제1 배선을 포함하는 제1 재배선 패턴, 상기 제1 재배선 패턴과 상기 연결 단자 사이에 배치되고, 패드 비아 및 상기 패드 비아 상의 패드를 포함하는 패드 패턴, 및 상기 제1 재배선 패턴과 상기 패드 패턴 사이에 배치되고, 제2 비아 및 상기 제2 비아 상의 제2 배선을 포함하는 제2 재배선 패턴을 포함하되, 상기 제2 배선은 상기 제2 배선의 상면이 리세스된 리세스 영역을 포함하고, 상기 리세스 영역의 바닥면은 상기 제2 배선의 최상부면보다 더 낮은 레벨에 위치할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재배선 기판을 포함하는 반도체 패키지에 관한 것이다.
반도체 패키지는 집적회로 칩을 전자제품에 사용하기 적합한 형태로 구현한 것이다. 통상적으로 반도체 패키지는 인쇄회로기판 상에 반도체 칩을 실장하고 본딩 와이어 내지 범프를 이용하여 이들을 전기적으로 연결하는 것이 일반적이다. 전자 산업의 발달로 반도체 패키지의 신뢰성 향상 및 소형화를 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 일 기술적 과제는 신뢰성 및 전기적 특성이 향상된 반도체 패키지를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지는, 재배선 기판, 상기 재배선 기판의 상면 상에 실장된 반도체 칩, 및 상기 반도체 칩과 상기 재배선 기판 사이의 연결 단자를 포함하되, 상기 재배선 기판은, 상기 연결 단자의 하면 상에 배치되고, 제1 비아 및 상기 제1 비아 상의 제1 배선을 포함하는 제1 재배선 패턴, 상기 제1 재배선 패턴과 상기 연결 단자 사이에 배치되고, 패드 비아 및 상기 패드 비아 상의 패드를 포함하는 패드 패턴, 및 상기 제1 재배선 패턴과 상기 패드 패턴 사이에 배치되고, 제2 비아 및 상기 제2 비아 상의 제2 배선을 포함하는 제2 재배선 패턴을 포함하되, 상기 제2 배선은 상기 제2 배선의 상면이 리세스된 리세스 영역을 포함하고, 상기 리세스 영역의 바닥면은 상기 제2 배선의 최상부면보다 더 낮은 레벨에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 패키지는, 재배선 기판, 상기 재배선 기판의 상면 상에 실장된 반도체 칩, 상기 반도체 칩과 상기 재배선 기판 사이의 연결 단자 및 상기 재배선 기판의 하면 상의 외부 단자를 포함하되, 상기 재배선 기판은 상기 외부 단자 상의 언더 범프 패턴, 상기 언더 범프 패턴 상의 제1 재배선 패턴, 상기 제1 재배선 패턴 상에 배치되고, 제2 비아 및 상기 제2 비아 상의 제2 배선을 포함하는 제2 재배선 패턴, 상기 언더 범프 패턴 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 재배선 패턴들과 이격되는 적어도 하나 이상의 미세 패턴들, 상기 제1 재배선 패턴, 제2 재배선 패턴 및 상기 미세 패턴들을 덮는 절연층, 상기 제1 재배선 패턴과 상기 연결 단자 사이에 배치되고, 패드 비아 및 상기 패드 비아 상의 패드를 포함하는 패드 패턴, 및 상기 패드 패턴과 상기 절연층 사이에 개재되는 패드 시드 패턴을 포함하되, 상기 제2 배선은 상기 제2 배선의 상면이 리세스된 리세스 영역을 포함하고, 상기 패드 시드 패턴은 상기 리세스 영역의 내측벽 및 바닥면을 덮을 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 패키지는, 재배선 기판, 상기 재배선 기판의 상면 상에 실장된 반도체 칩, 및 상기 재배선 기판의 하면 상의 외부 단자를 포함하되, 상기 재배선 기판은 상기 외부 단자 상의 패드 및 상기 패드 상의 패드 비아를 포함하는 패드 패턴, 상기 패드 패턴 상의 제1 재배선 패턴, 상기 패드 패턴과 상기 제1 재배선 패턴 사이에 배치되고, 제2 배선 및 상기 제2 배선 상의 제2 비아를 포함하는 제2 재배선 패턴, 상기 제1 재배선 패턴 및 제2 재배선 패턴을 덮는 절연층, 및 상기 패드 패턴과 상기 절연층 사이에 개재되는 패드 시드 패턴을 포함하되, 상기 제2 배선은 상기 제2 배선의 하면이 상기 제2 비아를 향하여 리세스된 리세스 영역을 포함하고, 상기 제1 리세스 영역의 바닥면은 상기 제2 배선의 최하부면보다 높고, 상기 패드는 상기 패드의 하면이 상기 패드 비아를 향하여 리세스된 개구부를 포함하고, 상기 개구부의 바닥면은 상기 패드의 최하부면보다 높을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지는, 재배선 패턴의 상면이 오목하게 파여 딤플(dimple) 구조가 형성됨에 따라, 패드 비아와 재배선 패턴의 접촉 면적이 증가하게 된다. 이에 따라, 열적 스트레스가 가해지더라도 패드 비아에 크랙이 발생하거나 단선 현상이 발생하는 문제가 방지될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 재배선 패턴들 중 크랙이 발생할 가능성이 높은 재배선 패턴에 선택적으로 딤플(dimple) 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 재배선 패턴의 상면의 굴곡(undulation)의 발생이 감소될 수 있어, 전기적 연결의 불량이 방지될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 열적 스트레스에 대한 신뢰성 및 전기적 특성이 향상된 반도체 패키지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 도 1의 A영역을 확대 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 패키지(10)는 절연층(110), 제1 재배선 패턴(120), 제2 재배선 패턴(130) 및 패드 패턴(140)을 포함하는 재배선 기판(100), 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a) 상에 제공되는 반도체 칩(200), 상기 재배선 기판(100)과 상기 반도체 칩(200) 사이에 제공되는 연결 단자(250), 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b) 상에 제공되는 외부 단자(400)를 포함할 수 있다.
재배선 기판(100)은 연결 단자(250)의 하면 상에 배치되는 제1 재배선 패턴(120), 상기 제1 재배선 패턴(120)과 상기 연결 단자(250) 사이에 배치되는 패드 패턴(140), 및 상기 제1 재배선 패턴(120)과 상기 패드 패턴(140) 사이에 배치되는 제2 재배선 패턴(130)을 포함할 수 있다. 상기 재배선 기판(100)은 외부 단자(400) 상의 언더 범프 패턴(150) 및 미세 패턴들(120W’, 130W’)을 더 포함할 수 있다. 상기 재배선 기판(100)은 웨이퍼 레벨의 기판 또는 패널 레벨의 기판일 수 있다.
절연층(110)은 제1 재배선 패턴(120), 제2 재배선 패턴(130), 언더 범프 패턴(150) 및 미세 패턴들(120W’, 130W’)을 덮을 수 있다. 상기 절연층(110)은 순차적으로 적층된 제1 내지 제5 절연층들(111, 112, 113, 114, 115)을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층(111)은 상기 절연층(110) 중 최하부의 절연층일 수 있고, 상기 제5 절연층(115)은 상기 절연층(110) 중 최상부의 절연층일 수 있다. 상기 제1 내지 제5 절연층들(111, 112, 113, 114, 115)은 감광성 폴리머와 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 감광성 폴리머는 예를 들어, 감광성 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸, 페놀계 폴리머, 및 벤조시클로부텐(benzocyclobutene)계 폴리머 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 절연층(110)은 일 예로, PID(Photo Imageable Dielectric)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제1 내지 제5 절연층들(111, 112, 113, 114, 115)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 이에 따라, 상기 제1 내지 제5 절연층들(111, 112, 113, 114, 115) 사이의 경계면은 구분되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
외부 단자(400)가 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b) 상에 제공될 수 있다. 상기 외부 단자(400)는 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 외부 단자(400)는 솔더, 필라, 및 범프 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 외부 단자(400)는 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 주석(Sn), 납(Pb), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 상기 외부 단자(400)는 외부 장치(도시되지 않음)와 접속할 수 있다. 본 명세서에서, 두 구성 요소들이 전기적으로 연결/접속된다는 것은 상기 구성 요소들이 직접적으로 또는 다른 도전 구성요소를 통해 간접적으로 연결/접속되는 것을 포함할 수 있다.
언더 범프 패턴(150)이 상기 제1 절연층(111) 내에 제공될 수 있다. 상기 언더 범프 패턴(150)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 언더 범프 패턴들(150)의 각각은 상기 외부 단자들(400) 중 대응되는 외부 단자(400)의 상면 상에 제공될 수 있다. 상기 언더 범프 패턴(150)은 상기 외부 단자(400)와 접촉할 수 있다. 상기 제1 절연층(111)은 상기 언더 범프 패턴(150)의 상면 및 측면을 덮을 수 있고, 상기 제1 절연층(111)은 상기 언더 범프 패턴(150)의 하면을 노출시킬 수 있다. 상기 언더 범프 패턴(150)의 하면은 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b)보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 본 명세서에서, 레벨은 재배선 기판(100)의 하면(100b)으로부터의 높이를 의미할 수 있다. 상기 언더 범프 패턴(150)은 외부 단자(400)의 패드로 기능할 수 있다. 상기 언더 범프 패턴(150)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
제1 재배선 패턴(120)이 상기 언더 범프 패턴(150) 상에 제공될 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴(120)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴들(120)의 각각은 상기 언더 범프 패턴들(150) 중 대응되는 언더 범프 패턴(150) 상에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 재배선 패턴들(120)은 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 수직한 방향으로 적층되어 제공될 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴(120)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
상기 제1 재배선 패턴들(120)의 각각은 제1 비아(120V) 및 제1 배선(120W)을 포함할 수 있다. 상기 제1 배선(120W)은 상기 제1 비아(120V) 상에 제공될 수 있다. 상기 제1 배선들(120W)은 상기 제1 내지 제3 절연층들(111, 112, 113)의 상면 상에 배치될 수 있다. 상기 절연층(110)은 상기 제1 배선(120W)의 측면 및 상면을 덮을 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 내지 제4 절연층들(112, 113, 114)은 상기 제1 배선들(120W) 각각의 측면 및 상면을 덮을 수 있다. 상기 제1 비아들(120V)은 상기 제1 내지 제3 절연층들(111, 112, 113) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 배선(120W)은 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 연장된 장축을 가질 수 있다. 상기 제1 배선(120W)의 폭은 상기 제1 비아(120V)의 폭보다 클 수 있다. 상기 제1 비아(120V)는 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b)을 향하여 돌출된 형태일 수 있다. 상기 제1 비아(120V)의 최상부의 폭은 상기 제1 비아(120V)의 최하부의 폭보다 클 수 있다.
제1 시드 패턴(121)이 상기 절연층(110)과 상기 제1 재배선 패턴(120)의 하면 사이에 개재될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴(121)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 제1 재배선 패턴들(120) 각각의 하면 상에 대응되는 제1 시드 패턴(121)이 배치될 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴들(120) 중 최하부의 제1 재배선 패턴(120)의 하면 상의 제1 시드 패턴(121)은 상기 언더 범프 패턴(150)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴들(120) 중 최하부의 제1 재배선 패턴(120)의 하면 상의 제1 시드 패턴(121)은, 상기 제1 비아(120V)의 하면과 상기 언더 범프 패턴(150)의 상면 사이, 상기 제1 비아(120V)의 측벽과 상기 제1 절연층(111) 사이, 및 상기 제1 배선(120W)의 하면과 상기 제1 절연층(111) 사이에 개재될 수 있다. 상기 최하부의 제1 재배선 패턴(120) 상의 제1 재배선 패턴들(120)의 하면 상의 제1 시드 패턴들(121) 각각은, 상기 제1 비아(120V)의 하면과 하부에 배치된 상기 제1 재배선 패턴(120)의 상면 사이, 상기 제1 비아(120V)의 측벽과 상기 절연층(110) 사이, 및 상기 제1 배선(120W)의 하면과 상기 절연층(110) 사이에 개재될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴(121)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu), 티타늄(Ti), 및/또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
제1 미세 패턴(120W’)이 상기 제2 절연층(112)의 상면 상에 제공될 수 있다. 상기 제1 미세 패턴(120W’)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 미세 패턴들(120W’)은 상기 제1 재배선 패턴들(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 미세 패턴들(120W’) 각각의 하면 상에 상기 제1 시드 패턴들(121)이 제공될 수 있다. 상기 절연층(110)과 상기 제1 미세 패턴들(120W’) 각각의 하면 사이에 제1 시드 패턴(121)이 개재될 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 제1 미세 패턴들(120W’) 각각은 상기 제1 배선(120W) 또는 상기 제1 비아(120V)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 미세 패턴들(120W’)은 제1 배선(120W)과 단일 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 미세 패턴들(120W’)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
다만, 제1 재배선 패턴들(120) 및 제1 시드 패턴들(121)의 개수는 도시된 바에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도시된 것과는 다르게, 제1 내지 제3 절연층(111, 112, 113) 중 일부는 생략될 수 있고, 이에 따라, 적층된 제1 재배선 패턴들(120) 및 적층된 제1 시드 패턴들(121) 중 일부는 생략될 수 있다.
제2 재배선 패턴(130)이 상기 제1 재배선 패턴들(120) 중 최상부의 제1 재배선 패턴(120) 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 재배선 패턴(130)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 재배선 패턴(130)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
상기 제2 재배선 패턴들(130)의 각각은 제2 비아(130V) 및 제2 배선(130W)을 포함할 수 있다. 상기 제2 배선(130W)은 상기 제2 비아(130V) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 배선들(130W)은 상기 제4 절연층(114)의 상면 상에 배치될 수 있다. 상기 절연층(110)은 상기 제2 배선(130W)의 측면 및 상면을 덮을 수 있다. 구체적으로, 상기 제4 및 제5 절연층들(114, 115)은 상기 제2 배선들(130W) 각각의 측면 및 상면을 덮을 수 있다. 상기 제2 비아들(130V)은 상기 제4 절연층(114) 내에 배치될 수 있다.
상기 제2 배선(130W)은 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 연장된 장축을 가질 수 있다. 상기 제2 배선(130W)의 폭은 상기 제2 비아(130V)의 폭보다 클 수 있다. 상기 제2 배선(130W)의 상면이 리세스되어, 상기 제2 배선(130W)은 상기 제2 비아(130V)를 향하여 리세스된 리세스 영역(130T)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 리세스 영역(130T)은 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진(tapered) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 배선(130W)의 상면에 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b)을 향해(즉, 상기 제2 배선(130W)의 내부를 향해) 오목하게 들어간 딤플(dimple) 구조가 형성될 수 있다. 상기 리세스 영역(130T)의 바닥면은 상기 제2 배선(130W)의 최상부면(130Wa) 보다 더 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 상기 리세스 영역(130T)의 바닥면과 상기 제2 배선(130W)의 최상부면(130Wa) 사이의 두께(T1)는 1 um 내지 5 um일 수 있고, 바람직하게는 1 um 내지 3 um일 수 있다. 본 명세서에서, 두께는 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 수직한 방향으로 측정된 거리를 의미할 수 있다. 상기 리세스 영역(130T)의 바닥면의 폭(W1)은 5 um 내지 15 um일 수 있고, 바람직하게는 8 um 내지 12 um일 수 있다. 본 명세서에서, 폭은 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 측정된 거리를 의미할 수 있다. 상기 제2 비아(130V)는 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b)을 향하여 돌출된 형태일 수 있다. 상기 제2 비아(130V)의 최상부의 폭은 상기 제2 비아(130V)의 최하부의 폭보다 클 수 있다.
제2 시드 패턴(131)이 상기 절연층(110)과 상기 제2 재배선 패턴(130)의 하면 사이에 개재될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴(131)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 제2 재배선 패턴들(130) 각각의 하면 상에 대응되는 제2 시드 패턴(131)이 배치될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴(131)은 상기 제1 재배선 패턴들(120) 중 최상부의 제1 재배선 패턴(120)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 제2 시드 패턴(131)은 상기 제2 비아(130V)의 하면과 상기 최상부의 제1 재배선 패턴(120)의 상면 사이, 상기 제2 비아(130V)의 측벽과 상기 제4 절연층(114) 사이, 및 상기 제2 배선(130W)의 하면과 상기 제4 절연층(114) 사이에 개재될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴(131)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu), 티타늄(Ti), 및/또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
제2 미세 패턴(130W’)이 상기 제4 절연층(114)의 상면 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 미세 패턴(130W’)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 미세 패턴들(130W’)은 상기 제2 재배선 패턴들(130) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 미세 패턴들(130W’) 각각의 하면 상에 상기 제2 시드 패턴들(131)이 제공될 수 있다. 상기 절연층(110)과 상기 제2 미세 패턴들(130W’) 각각의 하면 사이에 제2 시드 패턴(131)이 개재될 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 제2 미세 패턴들(130W’) 각각은 상기 제2 배선(130W) 또는 상기 제2 비아(130V)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 미세 패턴들(130W’)은 제2 배선(130W)과 단일 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제2 미세 패턴(130W’)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
패드 패턴(140)이 상기 제2 재배선 패턴(130) 상에 제공될 수 있다. 상기 패드 패턴(140)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 패드 패턴(140)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
상기 패드 패턴들(140)의 각각은 패드 비아(140V) 및 패드(140W)를 포함할 수 있다. 상기 패드(140W)는 상기 패드 비아(140V) 상에 제공될 수 있다. 상기 패드(140W)는 상기 제5 절연층(115)의 상면 상에 배치될 수 있다. 상기 패드 비아(140V)는 상기 제5 절연층(115) 내에 배치될 수 있다.
상기 패드(140W)는 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 연장된 장축을 가질 수 있다. 상기 패드(140W)의 폭은 상기 패드 비아(140V)의 폭보다 클 수 있다. 상기 패드 비아(140V)는 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b)을 향하여 돌출된 형태일 수 있다. 상기 패드 비아(140V)의 최상부의 폭은 상기 패드 비아(140V)의 최하부의 폭보다 클 수 있다. 상기 제5 절연층(115)은 상기 패드 비아(140V)를 덮을 수 있다. 상기 패드(140W)는 상기 제5 절연층(115)에 의해 덮이지 않을 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a) 상으로 노출될 수 있다.
패드 시드 패턴(141)이 상기 제2 재배선 패턴(130) 상에 제공될 수 있다. 상기 패드 시드 패턴(141)은 상기 제2 재배선 패턴(130)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 패드 시드 패턴(141)은 상기 리세스 영역(130T)의 바닥면 및 양 측벽들을 덮도록 형성되고, 상기 리세스 영역(130T)의 양 측벽들을 따라 연장되어, 상기 제5 절연층(115)의 상면의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 패드 시드 패턴(141)은 상기 패드 비아(140V)의 하면과 상기 리세스 영역(130T)의 바닥면 사이, 상기 패드 비아(140V)의 측벽과 상기 리세스 영역(130T)의 내측벽 사이, 상기 패드 비아(140V)의 측벽과 상기 제5 절연층(115) 사이, 및 상기 패드(140W)의 하면과 상기 제5 절연층(115) 사이에 개재될 수 있다. 상기 패드 시드 패턴(141)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu), 티타늄(Ti), 및/또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
일반적으로, 반도체 패키지의 소형화에 의해 패드 비아의 폭이 작아짐에 따라, 상기 패드 비아와 접하는 재배선 패턴과의 접촉 면적이 감소한다. 이 경우, 반도체 패키지에 열적 스트레스가 가해지면, 패드 비아에 크랙이 발생하거나 단선 현상이 발생하는 문제가 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 제2 배선(130W)의 상면이 오목하게 파여 딤플(dimple) 구조가 형성됨에 따라, 패드 비아(140V)와 제2 재배선 패턴(130)의 접촉 면적이 증가하게 된다. 이에 따라, 열적 스트레스가 가해지더라도 패드 비아에 크랙이 발생하거나 단선 현상이 발생하는 문제가 방지될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 재배선 패턴들 중 크랙이 발생할 가능성이 높은 재배선 패턴에 선택적으로 딤플(dimple) 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 재배선 패턴들(120)의 상면들의 굴곡(undulation)의 발생이 감소될 수 있어, 전기적 연결의 불량이 방지될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 열적 스트레스에 대한 신뢰성 및 전기적 특성이 향상된 반도체 패키지를 제공할 수 있다.
상기 재배선 기판(100)의 상면 상에 반도체 칩(200)이 실장될 수 있다. 상기 반도체 칩(200)은 일 예로, 메모리 칩(memory chip), 로직 칩(logic chip) 또는 센싱 칩(sensing chip)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 메모리 칩(memory chip)은 일 예로, DRAM, SRAM, MRAM, 또는 플래시 메모리일 수 있다. 상기 반도체 칩(200)은 상기 반도체 칩(200)의 하부에 칩 패드들(210)을 포함할 수 있다. 상기 칩 패드들(210)은 배선들을 통해 반도체 칩(200)의 집적 회로들과 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 단자(250)가 상기 패드 패턴(140) 상에 제공될 수 있다. 상기 연결 단자(250)는 상기 반도체 칩(200)과 상기 재배선 기판(100) 사이에 배치될 수 있다. 상기 연결 단자(250)는 상기 패드 패턴(140)과 상기 칩 패드(210) 사이에 배치되어, 상기 패드 패턴(140) 및 상기 칩 패드(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 반도체 칩(200)은 상기 연결 단자(250)를 통해 상기 외부 단자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연결 단자(250)는 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 연결 단자들(250)의 각각은 상기 패드 패턴(140)의 상면에 접속할 수 있다. 상기 연결 단자들(250)은 솔더, 필라, 및 범프 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 연결 단자들(250)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 주석(Sn), 납(Pb), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
몰딩막(300)이 상기 재배선 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 상기 재배선 기판(100)의 상면 및 상기 반도체 칩(200)을 덮을 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 상기 제1 절연층(111)의 상면 및 상기 패드(140W)의 상면을 덮을 수 있고, 상기 반도체칩(200)과 상기 재배선 기판(100) 사이의 갭으로 더 연장되어, 상기 연결 단자(250)를 밀봉할 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 에폭시계 몰딩 컴파운드와 같은 절연성 폴리머를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 이하, 앞서 설명한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
도 3을 참조하면, 캐리어 기판(900) 상에 캐리어 접착층(901)이 형성될 수 있다. 상기 캐리어 접착층(901)은 캐리어 접착층(901) 및 제1 절연층(111)을 상기 캐리어 기판(900)에 부착시킬 수 있다. 상기 캐리어 접착층(901) 상에 하부 시드 패턴(151)이 형성될 수 있다. 상기 하부 시드 패턴(151)은 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 하부 시드 패턴(151)은 증착 공정 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 하부 시드 패턴 (151) 상에 언더 범프 패턴(150)이 형성될 수 있다. 상기 언더 범프 패턴(150)은 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 언더 범프 패턴(150)은 상기 하부 시드 패턴들(151)의 각각을 전극으로 사용한 전기 도금 공정 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있다.
상기 캐리어 접착층(901) 상에 제1 절연층(111)이 형성될 수 있다. 상기 제1 절연층(111)은 상기 하부 시드 패턴들(151) 및 상기 언더 범프 패턴(150)을 덮을 수 있다. 상기 제1 절연층(111)은 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅과 같은 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 절연층(111)이 패터닝되어 상기 제1 절연층(111) 내에 복수 개의 제1 홀들(111T)이 형성될 수 있다. 상기 제1 절연층(111)을 패터닝하는 것은 노광 공정 및 현상 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 제1 홀들(111T)의 각각은 상기 언더 범프 패턴들(150)의 상면의 일부를 노출시킬 수 있다. 일 예로, 상기 홀들(111T)의 각각은 테이퍼진(tapered) 형상을 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 절연층(111) 상에 복수 개의 제1 시드 패턴들(121)이 형성될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴들(121)의 일부는 상기 제1 절연층(111)의 상면의 일부, 상기 제1 홀(111T)의 내측벽 및 상기 제1 홀(111T)의 바닥면을 컨포멀하게 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴들(121)의 다른 일부는 상기 제1 절연층(111)의 상면의 일부를 컨포멀하게 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴(121)은 증착 공정 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴들(121) 상에 복수 개의 제1 재배선 패턴들(120) 및 복수 개의 제1 미세 패턴들(120W’)이 형성될 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴들(120)의 각각은 상기 제1 홀들(111T) 각각의 잔부를 채울 수 있고, 상기 제1 시드 패턴들(121) 각각의 상면을 덮을 수 있다. 제1 미세 패턴들(120W’)의 각각은 상기 제1 시드 패턴들(121) 각각의 상면을 덮을 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴들(120) 각각 및 상기 제1 미세 패턴들(120W’) 각각은 상기 제1 시드 패턴들(121) 각각을 전극으로 사용한 전기 도금 공정 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 전기 도금 공정에 의해, 상기 제1 재배선 패턴들(120) 각각의 상면은 실질적으로 평평하게 형성될 수 있다. 즉, 제1 재배선 패턴(120)의 상면에 딤플(dimple) 구조가 형성되지 않을 수 있다.
상기 제1 절연층(111) 상에 상기 제2 절연층(112)이 형성될 수 있다. 상기 제2 절연층(112)은 상기 제1 절연층, 상기 제1 재배선 패턴들(120)을 덮을 수 있다. 상기 제2 절연층(112)은 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅과 같은 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제2 절연층(112) 내에 홀들(도시되지 않음)이 형성될 수 있고, 복수 개의 제1 시드 패턴(121) 및 복수 개의 제1 재배선 패턴들(120)이 차례로 형성될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴들(121) 및 제1 재배선 패턴들(120)을 형성하는 것은 상기 전술한 내용과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 공정을 반복하여, 상기 제2 절연층(112) 상에 제3 절연층(113)이 형성될 수 있고, 복수 개의 제1 시드 패턴들(121) 및 복수 개의 제1 재배선 패턴들(120)이 차례로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 공정을 반복하여, 상기 제3 절연층(113) 상에 제4 절연층(114)이 형성될 수 있다. 상기 제4 절연층(114) 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅과 같은 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제4 절연층(114)이 패터닝되어 상기 제4 절연층(114) 내에 복수 개의 제2 홀들(114T)이 형성될 수 있다. 상기 제4 절연층(114)을 패터닝하는 것은 노광 공정 및 현상 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 제2 홀들(114T)의 각각은 상기 제1 재배선 패턴들(120) 중 최상부의 제1 재배선 패턴들(120)의 상면의 일부를 노출시킬 수 있다. 일 예로, 상기 제2 홀들(114T)의 각각은 테이퍼진(tapered) 형상을 가질 수 있다.
상기 제4 절연층(114)의 상면 상에 복수 개의 제2 시드 패턴들(131)이 형성될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴들(131)의 일부는 상기 제4 절연층(114)의 상면의 일부, 상기 제2 홀(114T)의 내측벽 및 상기 제2 홀(114T)의 바닥면을 컨포멀하게 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴들(131)의 다른 일부는 상기 제4 절연층(114)의 상면의 일부를 컨포멀하게 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴(131)은 증착 공정 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴들(131) 상에 복수 개의 제2 재배선 패턴들(130) 및 복수 개의 제2 미세 패턴들(130W’)이 형성될 수 있다. 상기 제2 재배선 패턴들(130)의 각각은 상기 제2 홀들(114T) 각각의 잔부를 채울 수 있고, 상기 제2 시드 패턴들(131) 각각의 상면을 덮을 수 있다. 상기 제2 미세 패턴들(130W’) 각각은 제2 시드 패턴들(131) 각각의 상면을 덮을 수 있다. 상기 제2 재배선 패턴들(130) 각각 및 상기 제2 미세 패턴들(130W’) 각각은 상기 제2 시드 패턴들(131) 각각을 전극으로 사용한 전기 도금 공정 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 전기 도금 공정에 의해, 상기 제2 재배선 패턴들(130) 각각의 상면에 리세스 영역(130T)이 형성될 수 있다. 즉, 제2 재배선 패턴(130)의 상면에 딤플(dimple) 구조가 형성될 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴들(120)의 상면이 실질적으로 평평하게 형성되는 도금 공정과 상기 제2 재배선 패턴(130)의 상면에 딤플(dimple) 구조가 형성되는 도금 공정은, 도금 용액, 전류 밀도(current density) 등의 도금 공정의 조건이 서로 상이할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 추가적인 공정 없이 도금 공정의 조건들에 따라 선택적으로 상기 제2 재배선 패턴(130)의 상면에 딤플(dimple) 구조가 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따르면, 제조 공정의 경제성이 향상된 반도체 패키지의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제4 절연층(114) 상에 제5 절연층(115)이 형성될 수 있다. 상기 제5 절연층(115)은 상기 제4 절연층(114) 및 제2 재배선 패턴들(130)을 덮을 수 있다. 상기 제5 절연층(115)은 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅과 같은 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제5 절연층(115)이 상기 리세스 영역(130T)의 내측벽을 따라 패터닝되어, 상기 리세스 영역(130T)의 바닥면을 노출시킬 수 있다. 상기 제5 절연층(115)을 패터닝하는 것은 노광 공정 및 현상 공정에 의해 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 리세스 영역들(130T)의 각각은 테이퍼진(tapered) 형상을 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제5 절연층(115) 및 상기 리세스 영역(130T) 상에 패드 시드 패턴들(141)이 형성될 수 있다. 상기 패드 시드 패턴들(141)은 상기 리세스 영역들(130T) 각각의 내측벽 및 바닥면을 컨포멀하게 덮도록 형성될 수 있고, 상기 리세스 영역(130T)의 양 측벽들을 따라 연장되어, 상기 제5 절연층(115)의 상면의 일부를 컨포멀하게 덮도록 형성될 수 있다. 상기 패드 시드 패턴(141)은 증착 공정 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 패드 시드 패턴들(141) 상에 복수 개의 패드 패턴들(140)이 형성될 수 있다. 상기 패드 패턴들(140)의 각각은 상기 리세스 영역들(130T) 각각의 잔부를 채울 수 있고, 상기 패드 시드 패턴들(141) 각각의 상면을 덮을 수 있다. 상기 패드 패턴들(140) 각각은 상기 패드 시드 패턴들(141) 각각을 전극으로 사용한 전기 도금 공정 및 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 전기 도금 공정에 의해, 상기 패드 패턴들(140) 각각의 상면은 실질적으로 평평하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 패드 패턴들(140)의 상면에 딤플(dimple) 구조가 형성되지 않을 수 있다.
도 8을 참조하면, 재배선 기판(100) 상에 복수 개의 칩 패드들(210)을 포함하는 반도체 칩(200)이 실장될 수 있다. 상기 칩 패드들(210)이 상기 패드 패턴들(140)의 각각과 정렬되도록, 반도체 칩(200)이 배치될 수 있다. 연결 단자들(250)이 상기 반도체 칩(200)과 상기 재배선 기판(100) 사이에 형성될 수 있다. 상기 연결 단자들(250)은 상기 칩 패드들(210) 및 상기 패드 패턴들(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
몰딩막(300)이 상기 제5 절연층(115) 상에 형성되어, 상기 제5 절연층(115)의 상면 및 상기 반도체 칩(200)을 덮을 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 상기 반도체 칩(200) 및 연결 단자들(250)을 밀봉할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 캐리어 기판(900) 및 상기 캐리어 접착층(901)이 제거되어, 상기 제1 절연층(111)의 하면, 상기 하부 시드 패턴들(151)의 하면이 노출될 수 있다. 상기 하부 시드 패턴들(151)이 제거되어 상기 언더 범프 패턴들(150)의 하면이 노출될 수 있다. 상기 하부 시드 패턴들(151)이 제거는 식각 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 하부 시드 패턴들(151)이 제거되므로, 언더 범프 패턴들(150)의 하면은 상기 절연층(110)의 하면(100b) 보다 더 높은 레벨에 위치할 수 있다.
외부 단자들(400)이 상기 언더 범프 패턴들(150)의 하면 상에 형성될 수 있다. 상기 외부 단자들(400)을 형성하는 것은 솔더볼 부착(attaching) 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
이하, 설명의 간소화를 위해 단수의 반도체 패키지(10)에 대하여 도시 및 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지(10)의 제조 방법이 칩 레벨의 제조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 반도체 패키지(10)는 칩 레벨, 패널 레벨 또는 웨이퍼 레벨로 제조될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 이하, 앞서 설명한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
도 9를 참조하면, 캐리어 기판(900) 상에 재배선 기판(100)이 형성될 수 있다. 상기 재배선 기판(100)은 복수 개의 제1 재배선 패턴들(120), 제2 재배선 패턴들(130), 절연층(110), 언더 범프 패턴(150)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(110)은 순차적으로 적층된 제1 내지 제5 절연층(111, 112, 113, 114, 115)을 포함할 수 있다. 절연층(110), 언더 범프 패턴들(150), 제1 재배선 패턴들(120), 제2 재배선 패턴들(130), 패드 패턴들(140)의 형성은 앞서 도 1 및 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일할 수 있다. 반도체 칩(200)의 칩 패드들(210)이 재배선 기판(100)을 향하도록, 반도체 칩(200)이 재배선 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 연결 단자들(250)이 상기 패드 패턴들(140) 및 상기 칩 패드들(210) 사이에 형성될 수 있다. 이 때, 반도체 칩(200)은 복수 개로 제공될 수 있다. 연결 단자들(250) 및 몰딩막(300)의 형성은 앞서 도 1 및 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 캐리어 기판(900) 및 상기 캐리어 접착층(901)이 제거되어, 상기 제1 절연층(111)의 하면, 상기 하부 시드 패턴들(151)의 하면이 노출될 수 있다. 상기 하부 시드 패턴들(151)이 제거되어 상기 언더 범프 패턴들(150)의 하면이 노출될 수 있다. 외부 단자들(400)이 상기 언더 범프 패턴들(150)의 하면 상에 형성될 수 있다. 상기 외부 단자들(400)의 형성은 앞서 도 1 및 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일할 수 있다.
일점 쇄선을 따라 몰딩막(300) 및 재배선 기판(100)이 쏘잉되어, 복수의 반도체 패키지들(10)이 서로 분리될 수 있다. 본 명세서에서, 반도체 패키지들(10)은 칩 레벨, 패널 레벨 또는 웨이퍼 레벨로 제조될 수 있다. 이하, 설명의 간소화를 위해 단수의 반도체 패키지(10)에 대하여 도시 및 서술하나, 본 발명의 반도체 패키지 제조 방법이 칩 레벨의 제조에 한정되는 것은 아니다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 이하, 앞서 설명한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
도 11을 참조하면, 반도체 패키지(20)는 패키지 기판(800), 재배선 기판(100), 외부 단자(400), 반도체 칩(200), 복수의 칩들(201), 및 몰딩막(300)을 포함할 수 있다. 외부 단자(400) 및 몰딩막(300)은 앞서 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 실질적으로 동일할 수 있다.
패키지 기판(800)은 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 패키지 기판(800)은 기판 배선(820) 및 기판 패드(810)를 포함할 수 있다. 상기 기판 배선(820)은 패키지 기판(800) 내에 제공될 수 있다. 기판 패드(810)는 패키지 기판(800)의 상면 상에 제공되어, 기판 배선(820)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 단자들(840)이 패키지 기판(800)의 하면 상에 제공되어, 기판 배선(820)과 각각 접속할 수 있다. 외부의 전기적 신호들은 하부 단자들(840)을 통해 기판 배선(820)으로 전달될 수 있다. 상기 하부 단자들(840)은 솔더, 필라, 및 범프 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 하부 단자들(840)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 주석(Sn), 납(Pb), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
재배선 기판(100)이 패키지 기판(800) 상에 배치될 수 있다. 재배선 기판(100)은 인터포저 기판으로 기능할 수 있다. 외부 단자(400)는 패키지 기판(800)의 기판 패드(810)와 정렬되고, 기판 패드(810)와 접속할 수 있다. 재배선 기판(100)은 외부 단자(400)를 통해 패키지 기판(800)과 전기적으로 연결될 수 있다. 재배선 기판(100)은 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 실질적으로 동일할 수 있다.
반도체 칩(200)이 상기 재배선 기판(100)의 상면 상에 실장될 수 있다. 연결 단자들(250)이 칩 패드(210)와 패드 패턴(140) 사이에 제공될 수 있다. 상기 연결 단자(250)는 상기 반도체 칩(200)과 상기 재배선 기판(100) 사이에 개재되어, 칩 패드(210) 및 패드 패턴(140)과 접속할 수 있다. 반도체 칩(200)은 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일할 수 있고, 연결 단자(250)에 대한 설명은 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 언더필 패턴(310)이 상기 재배선 기판(100)과 상기 반도체 칩(200) 사이의 갭 영역에 제공될 수 있다. 상기 제1 언더필 패턴(310)은 상기 칩 패드(210) 및 상기 패드 패턴(140) 사이의 상기 연결 단자(250)를 밀봉할 수 있다. 상기 제1 언더필 패턴(310)은 에폭시계 폴리머와 같은 절연성 폴리머를 포함할 수 있다.
복수의 칩들(201)이 상기 재배선 기판(100)의 상면 상에 실장될 수 있다. 상기 칩들(201)은 상기 반도체 칩(200)과 수평적으로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 칩들(201)이 수직적으로 적층되어, 칩 스택을 형성할 수 있다. 상기 칩 스택은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 반도체 칩(200)과 수평적으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 반도체 칩(200)은 칩 스택들 사이에 배치될 수 있다. 상기 칩들(201)의 각각은 상기 반도체 칩(200)과 동일하거나 다른 종류의 반도체 칩일 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩(200)은 로직 칩, 버퍼 칩, 및 시스템 온 칩(SOC) 중에서 어느 하나이고, 복수의 칩들(201)의 각각은 로직 칩, 메모리 칩, 버퍼 칩, 및 시스템 온 칩(SOC) 중에서 다른 하나일 수 있다. 본 명세서에서, 메모리 칩은 고대역 메모리(High Bandwidth Memory, HBM) 칩을 포함할 수 있다. 일 예로, 반도체 칩(200)은 로직칩이고, 복수의 칩들(201)은 고대역 메모리(HBM) 칩들일 수 있다. 다른 예로, 복수의 칩들(201) 중 최하부 칩(201)은 로직칩이고, 나머지 칩들(201)은 고대역 메모리칩들일 수 있다.
제2 반도체칩들(220) 각각은 도전 패드(211) 및 관통 전극(212)을 포함할 수 있다. 상기 도전 패드(211)는 상기 복수의 칩들(201)의 각각의 하면 및 상면 상에 제공될 수 있다. 상기 복수의 칩들(201) 중 최상부의 칩(201)의 상면 상에는 도전 패드(211)가 제공되지 않을 수 있다. 상기 도전 패드(211)들 중 적어도 하나는 상기 복수의 칩들(201)의 각각의 집적 회로들과 전기적으로 연결될 수 있다. 관통 전극(212)은 상기 칩들(201) 각각의 내에 배치되고, 상기 도전 패드들(211)과 접속할 수 있다. 상기 복수의 칩들(201) 중 최상부의 칩(201) 내에는 관통 전극(212)이 제공되지 않을 수 있다. 다만, 도시된 바와는 다르게, 상기 복수의 칩들(201) 중 최상부의 칩(201)은 상면 상에 제공되는 도전 패드(211) 및 내부에 제공되는 관통 전극(212)을 더 포함할 수 있다. 칩 단자(251)가 인접한 칩들(201) 사이에 개재되어, 상기 도전 패드들(211)의 각각과 접속할 수 있다. 이에 따라, 복수의 칩들(201)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 칩 단자(251)는 솔더, 필라, 및 범프 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 칩 단자(251)는 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 주석(Sn), 납(Pb), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 다만, 도시된 바와는 다르게, 칩 단자(251)가 생략될 수 있다. 이 경우, 인접한 칩들(201)의 마주보는 도전 패드들(211)이 서로 직접 본딩될 수 있다.
연결 단자들(250)이 상기 복수의 칩들(201) 중 최하부의 칩(201)은 하면 상에 제공되는 도전 패드(211)와 패드 패턴(140) 사이에 제공될 수 있다. 상기 연결 단자(250)는 상기 칩(201)과 상기 재배선 기판(100) 사이에 개재되어, 도전 패드(211) 및 패드 패턴(140)과 접속할 수 있다. 연결 단자(250)에 대한 설명은 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 칩들(201)은 상기 재배선 기판(100)을 통해 상기 반도체 칩(200) 및 외부 단자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 언더필 패턴들(320)이 상기 재배선 기판(100)과 상기 복수의 칩들(201) 중 최하부의 칩(201) 사이의 갭 영역들에 각각 제공될 수 있다. 상기 제2 언더필 패턴들(320)은 상기 도전 패드(211) 및 상기 패드 패턴(140) 사이의 연결 단자(250)를 밀봉할 수 있다. 상기 제2 언더필 패턴들(320)은 에폭시계 폴리머와 같은 절연성 폴리머를 포함할 수 있다.
제3 언더필 패턴(330)이 칩들(201) 사이에 제공되어, 칩 단자(251)를 밀봉할 수 있다. 상기 제3 언더필 패턴(330)은 에폭시계 폴리머와 같은 절연성 폴리머를 포함할 수 있다.
몰딩막(300)이 재배선 기판(100) 상에 배치되어, 상기 반도체 칩(200)의 측벽 및 상기 칩들(201)의 측벽들을 덮을 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 상기 반도체 칩(200)의 상면 및 상기 복수의 칩들(201) 중 최상부의 칩(201)의 상면을 노출시킬 수 있다. 다만, 도시된 바와는 다르게, 몰딩막(300)은 반도체 칩(200)의 상면 및 복수의 칩들(201) 중 최상부의 칩(201)의 상면을 덮을 수 있다. 도시된 바와는 다르게, 제1 언더필 패턴(310) 및 제2 언더필 패턴들(320)이 생략되고, 몰딩막(300)이 상기 재배선 기판(100)과 상기 반도체 칩(200) 사이의 갭 영역 및 상기 재배선 기판(100)과 상기 복수의 칩들(201) 중 최하부의 칩(201) 사이의 갭 영역들을 채울 수 있다.
도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 이하, 앞서 설명한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
도 12를 참조하면, 반도체 패키지(30)는 재배선 기판(100), 반도체 칩(200), 몰딩막(300) 및 외부 단자(400)에 더하여, 상부 재배선 층(500), 도전 구조체(550), 도전 패턴(160), 상부 기판(600), 상부 반도체 칩(700), 상부 단자(650) 및 상부 몰딩막(340)을 더 포함할 수 있다.
상기 재배선 기판(100)의 상면 상에 도전 패턴(160)이 제공될 수 있다. 상기 도전 패턴(160)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 재배선 기판(100), 반도체 칩(200), 몰딩막(300) 및 외부 단자(400)에 대한 설명은 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 내용과 실질적으로 동일할 수 있고, 앞서 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 내용과 실질적으로 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.
도전 구조체(550)가 상기 재배선 기판(100)의 상면 상에 제공되어, 대응되는 도전 패턴(160)과 접속할 수 있다. 상기 도전 구조체(550)는 반도체 칩(200)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 도전 구조체(550)는 상기 재배선 기판(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 도전 구조체(550)는 재배선 기판(100)을 통해 반도체 칩(200) 또는 외부 단자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 상기 도전 구조체(550)는 금속 기둥일 수 있다. 상기 도전 구조체(550)는 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 일 예로, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 납(Pb), 스테인레스 스틸(SUS), 은(Ag), 철(Fe) 및 이들의 합금 중에서 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
몰딩막(300)이 상기 재배선 기판(100) 상에 형성되어, 절연층(110)의 상면, 도전 구조체(550)의 측벽 및 반도체 칩(200)을 덮을 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 상기 반도체 칩(200)과 상기 도전 구조체(550) 사이를 채울 수 있다.
상기 도전 구조체(550)의 상면 및 상기 몰딩막(300) 상에 상부 재배선 층(500)이 제공될 수 있다. 상기 상부 재배선 층(500)은 상부 절연층(511), 상부 재배선 패턴들(520), 상부 시드층(521), 상부 패드 패턴(530) 및 상부 패드 시드층(531)을 포함할 수 있다. 상부 절연층(511)은 감광성 폴리머를 포함할 수 있다. 상부 절연층(511)은 절연층(110)을 형성하는 방법과 실질적으로 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 상부 재배선 패턴들(520) 및 상부 패드 패턴(530)은 구리와 같은 금속을 포함할 수 있다. 상부 재배선 패턴들(520)은 제1 재배선 패턴들(120)을 형성하는 방법과 실질적으로 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 상부 시드층(521)은 제1 시드 패턴(121)을 형성하는 방법과 실질적으로 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 상부 패드 패턴(530)은 패드 패턴(140)을 형성하는 방법과 실질적으로 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 상부 시드층(521)은 패드 시드 패턴(141)을 형성하는 방법과 실질적으로 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 상부 재배선 패턴들(520) 중 적어도 하나는 도전 구조체(550)와 접속할 수 있다. 상부 재배선 패턴들(520)은 상부 패드 패턴(530)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 상부 패드 패턴(530)은 상부 재배선 패턴들(520) 및 도전 구조체(550)를 통해 외부 단자(400), 반도체 칩(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상부 재배선 층(500) 상에 상부 기판(600)이 제공될 수 있다. 상기 상부 기판(600)은 인쇄회로기판 또는 재배선 기판일 수 있다. 상부 패드(610)가 상부 기판(600)의 하면 상에 배치될 수 있다. 상부 반도체 칩(700)이 상기 상부 기판(600) 상에 실장될 수 있다. 상기 상부 반도체 칩(700)은 일 예로, 메모리 칩(memory chip), 로직 칩(logic chip) 또는 센싱 칩(sensing chip)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 상부 반도체 칩(700)은 하부에 상부 칩 패드들(710)을 포함할 수 있다.
상기 기판(600) 상에 상부 단자(650)가 제공될 수 있다. 상기 상부 단자(650)는 상기 상부 반도체 칩(700)과 상기 상부 기판(600) 사이에 제공될 수 있다. 상기 상부 단자(650)는 복수 개로 제공될 수 있다. 상기 상부 단자들(650)은 상기 상부 패드 패턴(530)과 상기 상부 패드(610) 사이에 제공되어, 상기 상부 패드 패턴(530) 및 상기 상부 패드(610)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 상부 단자들(650)을 통해 상기 상부 반도체 칩(700)은 외부 단자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 상부 단자(650)는 솔더, 필라, 및 범프 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 상부 단자(650)는 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 주석(Sn), 납(Pb), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상부 몰딩막(340)이 상기 상부 기판(600) 상에 제공되어, 상기 상부 반도체 칩(700)을 덮을 수 있다. 상기 상부 몰딩막(340)은 에폭시계 몰딩 컴파운드와 같은 절연성 폴리머를 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 이하, 앞서 설명한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
도 13을 참조하면, 반도체 패키지(40)는 절연층(110), 제1 재배선 패턴(120), 제2 재배선 패턴(130) 및 패드 패턴(140)을 포함하는 재배선 기판(100), 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a) 상에 제공되는 반도체 칩(200), 상기 재배선 기판(100)과 상기 반도체 칩(200) 사이에 제공되는 연결 단자(250), 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b) 상에 제공되는 외부 단자(400)를 포함할 수 있다.
재배선 기판(100)은 외부 단자(400) 상의 패드 패턴(140), 상기 패드 패턴(140) 상의 제1 재배선 패턴(120), 상기 패드 패턴(140)과 상기 제1 재배선 패턴(120) 사이에 배치되는 제2 재배선 패턴(130), 상기 제1 재배선 패턴(120) 및 제2 재배선 패턴(130)을 덮는 절연층(110)을 포함할 수 있다. 상기 재배선 기판(100)은 웨이퍼 레벨의 기판 또는 패널 레벨의 기판일 수 있다.
절연층(110)은 제1 재배선 패턴(120), 제2 재배선 패턴(130), 패드 패턴(140)을 덮을 수 있다. 상기 절연층(110)은 순차적으로 적층된 제1 내지 제5 절연층(111, 112, 113, 114, 115)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제5 절연층들(111, 112, 113, 114, 115)은 감광성 폴리머와 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 감광성 폴리머는 예를 들어, 감광성 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸, 페놀계 폴리머, 및 벤조시클로부텐(benzocyclobutene)계 폴리머 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 절연층(110)은 일 예로, PID(Photo Imageable Dielectric)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
외부 단자(400)가 상기 재배선 기판(100)의 하면(100b) 상에 제공될 수 있다. 상기 외부 단자(400)는 복수 개로 제공될 수 있다. 상기 외부 단자(400)는 솔더, 필라, 및 범프 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 외부 단자(400)는 외부 장치(도시되지 않음)와 접속할 수 있다.
패드 패턴(140)이 상기 제1 절연층(111) 내에 제공될 수 있다. 상기 패드 패턴(140)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 패드 패턴들(140)의 각각은 상기 외부 단자들(400) 중 대응되는 외부 단자(400)의 상면 상에 제공될 수 있다. 상기 패드 패턴(140)은 상기 외부 단자(400)와 접촉할 수 있다. 상기 제1 절연층(111)은 상기 패드 패턴(140)의 하면을 노출시킬 수 있다. 상기 패드 패턴(140)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
상기 패드 패턴들(140)의 각각은 패드 비아(140V) 및 패드(140W)를 포함할 수 있다. 상기 패드 비아(140V)는 상기 패드(140W) 상에 제공될 수 있다. 상기 패드(140W)는 상기 제1 절연층(111) 내에 배치될 수 있다. 상기 패드(140W)는 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 연장된 장축을 가질 수 있다. 상기 패드(140W)의 폭은 상기 패드 비아(140V)의 폭보다 클 수 있다. 상기 패드(140W)의 하면이 리세스 되어, 상기 패드(140W)는 상기 패드 비아(140V)를 향하여 리세스된 개구부(140T)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 개구부(140T)는 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진(tapered) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 패드(140W)의 하면에 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)을 향해 오목하게 들어간 딤플(dimple) 구조가 형성될 수 있다. 상기 개구부(140T)의 바닥면은 상기 패드(140W)의 최하부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 상기 패드(140W)는 외부 단자(400)의 패드로 기능할 수 있다. 상기 패드 비아(140V)는 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)을 향하여 돌출된 형태일 수 있다. 상기 패드 비아(140V)의 최상부의 폭은 상기 패드 비아(140V)의 최하부의 폭보다 작을 수 있다.
패드 시드 패턴(141)이 상기 패드 패턴(140) 상에 패드 제공될 수 있다. 상기 패드 시드 패턴(141)은 상기 패드 패턴(140) 상에 컨포멀하게 형성될 수 있다. 상기 패드 시드 패턴(141)은 상기 패드 패턴(140)과 상기 제5 절연층(115) 사이, 상기 패드 패턴(140)과 제2 재배선 패턴(130) 사이에 개재될 수 있다.
제2 재배선 패턴(130)이 상기 제5 절연층(115) 및 상기 패드 시드 패턴(141) 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 재배선 패턴(130)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 재배선 패턴들(130)의 각각은 제2 비아(130V) 및 제2 배선(130W)을 포함할 수 있다. 상기 제2 비아(130V)는 상기 제2 배선(130W) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 배선(130W)은 상기 제2 절연층(112) 내에 배치될 수 있다. 상기 제2 배선(130W)은 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 연장된 장축을 가질 수 있다. 상기 제2 배선(130W)의 폭은 상기 제2 비아(130V)의 폭보다 클 수 있다. 상기 제2 배선(130W)의 하면이 리세스 되어, 상기 제2 배선(130W)은 상기 제2 비아(130V)를 향하여 리세스된 리세스 영역(130T)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 리세스 영역(130T)은 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진(tapered) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 배선(130W)의 하면에 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)을 향해 오목하게 들어간 딤플(dimple) 구조가 형성될 수 있다. 상기 리세스 영역(130T)의 바닥면은 상기 제2 배선(130W)의 최하부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 상기 제2 비아(130V)는 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)을 향하여 돌출된 형태일 수 있다. 상기 제2 비아(130V)의 최상부의 폭은 상기 제2 비아(130V)의 최하부의 폭보다 작을 수 있다.
상기 제2 재배선 패턴(130) 상에 제2 시드 패턴(131)이 제공될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴(131)은 상기 제2 재배선 패턴(130) 상에 컨포멀하게 형성될 수 있다. 상기 제2 시드 패턴(131)은 상기 제2 재배선 패턴(130)과 상기 제4 절연층(114) 사이, 상기 제2 재배선 패턴(130)과 제1 재배선 패턴(120) 사이에 개재될 수 있다.
제1 재배선 패턴(120)이 상기 절연층(110) 내에 제공될 수 있다. 상기 제2 재배선 패턴(130)은 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 재배선 패턴들(120)은 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 수직한 방향으로 적층되어 제공될 수 있다. 상기 제1 재배선 패턴들(120)의 각각은 제1 비아(120V) 및 제1 배선(120W)을 포함할 수 있다. 상기 제1 비아(120V)는 상기 제1 배선(120W) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 배선(120W)은 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 연장된 장축을 가질 수 있다. 상기 제1 배선(120W)의 폭은 상기 제1 비아(120V)의 폭보다 클 수 있다. 상기 제1 비아(120V)는 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)을 향하여 돌출된 형태일 수 있다. 상기 제1 비아(120V)의 최상부의 폭은 상기 제1 비아(120V)의 최하부의 폭보다 작을 수 있다.
제1 시드 패턴(121)이 상기 제1 재배선 패턴(120) 상에 제공될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴(121)은 상기 제1 재배선 패턴(120) 상에 컨포멀하게 형성될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴(121)은 상기 제1 재배선 패턴(120)과 상기 절연층(110) 사이에 개재될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 시드 패턴(121)은 상기 제1 재배선 패턴(120)과 상기 절연층(110) 사이, 상기 제1 재배선 패턴(120)과 상부에 배치된 제1 재배선 패턴(120) 사이에 개재될 수 있다. 상기 제1 시드 패턴들(121) 중 최상부의 상기 제1 시드 패턴들(121)은 상기 제1 재배선 패턴(120)과 상기 절연층(110) 사이, 상기 제1 재배선 패턴(120)과 칩 패드들(210) 사이에 개재될 수 있다.
상기 재배선 기판(100)의 상면 상에 반도체 칩(200)이 실장될 수 있다. 상기 반도체 칩(200)은 상기 반도체 칩(200)의 하부에 칩 패드(210)를 포함할 수 있다. 상기 칩 패드(210)는 복수 개로 제공될 수 있고, 상기 재배선 기판(100)의 상면(100a)에 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 칩 패드(210)는 상기 제1 재배선 패턴들(120) 중 최상부의 제1 재배선 패턴들(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 칩 패드(210)는 배선들을 통해 반도체 칩(200)의 집적 회로들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 칩 패드(210)를 통해 상기 반도체 칩(200)은 외부 단자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
몰딩막(300)이 상기 재배선 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 상기 재배선 기판(100)의 상면 및 상기 반도체 칩(200)을 덮을 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 반도체 패키지를 도시한 단면도이다. 이하, 앞서 설명한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
도 14를 참조하면, 반도체 패키지(40)는 재배선 기판(100), 반도체 칩(200), 몰딩막(300) 및 외부 단자(400)에 더하여, 상부 재배선 층(500), 도전 구조체(550), 연결 기판(560)을 더 포함할 수 있다. 상기 재배선 기판(100)의 상면 상에 도전 패턴(160)이 제공될 수 있다. 상기 도전 패턴(160)은 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 일 예로, 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 재배선 기판(100), 반도체 칩(200), 몰딩막(300) 및 외부 단자(400)에 대한 설명은 앞서 도 13을 참조하여 설명한 내용과 실질적으로 동일할 수 있다.
연결 기판(560)이 재배선 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 연결 기판(560)은 그 내부를 관통하는 연결 홀(539)을 가질 수 있다. 일 예로, 인쇄회로기판(PCB) 내에 연결 홀(565)을 형성하여, 연결 기판(560)이 제조될 수 있다. 평면적 관점에서, 상기 연결 홀(565)은 상기 연결 기판(560)의 중심 영역에 형성될 수 있다. 상기 연결 기판(560)은 도전 구조체(550) 및 베이스층(561)을 포함할 수 있다. 상기 베이스층(561)은 단일층 또는 적층된 복수 개의 층들을 포함할 수 있다. 상기 베이스층(561)은 절연 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 탄소계 물질(예를 들어, 그라파이트 또는 그래핀), 세라믹, 또는 폴리머(예를 들어, 나일론, 폴리카보네이트, 또는 폴리에틸렌)을 포함할 수 있다. 상기 연결 홀(565)은 상기 베이스층(561)을 관통할 수 있다.
도전 구조체(550)가 상기 재배선 기판(100)의 상면 상에 제공되어, 대응되는 도전 패턴(160)과 접속할 수 있다. 상기 도전 구조체(550)는 상기 베이스층(561) 내에 제공될 수 있다. 상기 도전 구조체(550)는 반도체 칩(200)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 도전 구조체(550)는 상기 재배선 기판(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 도전 구조체(550)는 재배선 기판(100)을 통해 반도체 칩(200) 또는 외부 단자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 상기 도전 구조체(550)는 금속 기둥일 수 있다. 상기 도전 구조체(550)는 도전성 금속 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 일 예로, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 납(Pb), 스테인레스 스틸(SUS), 은(Ag), 철(Fe) 및 이들의 합금 중에서 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
도전 구조체(550)는 제1 패드(551), 제2 패드(552), 제3 패드(553), 및 비아들(554)을 포함할 수 있다. 제1 패드(551)는 연결 기판(560)의 하면 상에 노출될 수 있다. 제3 패드(553)는 베이스층들(561) 사이에 개재될 수 있다. 비아들(554)은 베이스층들(561)을 관통하며, 제3 패드(553)과 접속할 수 있다. 제2 패드(552)는 연결 기판(560)의 상면 상에 노출되며, 비아들(554) 중에서 어느 하나와 접속할 수 있다. 제2 패드(552)는 비아들(554) 및 제3 패드(553)를 통해 제1 패드(551)와 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 도시된 바와는 다르게, 제2 패드(552)는 제1 패드(551)와 수직적으로 정렬되지 않을 수 있다.
상기 반도체 칩(200)이 상기 연결 기판(560)의 상기 연결 홀(565) 내에 제공될 수 있다. 상기 반도체 칩(200)의 제공은 상기 연결 기판(560)의 배치 이전 또는 이후에 수행될 수 있다.
몰딩막(300)이 재배선 기판(100) 상에 형성되어, 상기 연결 홀(565)을 채울 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 상기 반도체 칩(200)과 상기 연결 기판(560) 사이의 갭을 채우고, 상기 반도체 칩(200)을 덮을 수 있다. 이 경우, 반도체 칩(200)은 몰딩막(300)에 의해 연결 기판(560)에 고정될 수 있다. 상기 몰딩막(300)은 에폭시계 폴리머와 같은 절연성 폴리머를 포함할 수 있다. 일 예로, 몰딩막(300)은 아지노모토 빌드 업 필름(Ajinomoto Build-up Film, ABF)과 같은 접착성 절연 필름을 포함할 수 있다.
상기 연결 기판(560)의 상면 및 몰딩막(300) 상에 상부 재배선 층(500)이 제공될 수 있다. 상기 상부 재배선 층(500)은 상부 절연층(511), 상부 재배선 패턴들(520), 상부 시드층(521)을 포함할 수 있다.
상부 재배선 층(500), 상부 절연층(511), 상부 재배선 패턴들(520), 상부 시드층(521)에 대한 설명은, 앞서 도 12를 참조하여 설명한 내용과 실질적으로 동일할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (10)
- 재배선 기판;
상기 재배선 기판의 상면 상에 실장된 반도체 칩; 및
상기 반도체 칩과 상기 재배선 기판 사이의 연결 단자를 포함하되,
상기 재배선 기판은:
상기 연결 단자의 하면 상에 배치되고, 제1 비아 및 상기 제1 비아 상의 제1 배선을 포함하는 제1 재배선 패턴;
상기 제1 재배선 패턴과 상기 연결 단자 사이에 배치되고, 패드 비아 및 상기 패드 비아 상의 패드를 포함하는 패드 패턴; 및
상기 제1 재배선 패턴과 상기 패드 패턴 사이에 배치되고, 제2 비아 및 상기 제2 비아 상의 제2 배선을 포함하는 제2 재배선 패턴을 포함하되,
상기 제2 배선은 상기 제2 배선의 상면이 리세스된 리세스 영역을 포함하고,
상기 리세스 영역의 바닥면은 상기 제2 배선의 최상부면보다 더 낮은 레벨에 위치하는 반도체 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 재배선 기판은 절연층을 더 포함하되,
상기 절연층은 상기 제1 재배선 패턴 및 상기 제2 재배선 패턴을 덮고,
상기 절연층은 감광성 폴리머를 포함하는 반도체 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 재배선 기판은 적어도 하나 이상의 미세 패턴들을 더 포함하되,
상기 적어도 하나 이상의 미세 패턴들은 상기 제1 재배선 패턴과 이격되어 배치되는 반도체 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 재배선 기판 상에 실장되는 칩 스택을 더 포함하되,
상기 칩 스택은 상기 반도체 칩과 수평적으로 이격되어 배치되고,
상기 칩 스택은 상기 재배선 기판 상에 수직하게 적층된 복수의 칩들을 포함하고, 상기 복수의 칩들의 각각은 상기 반도체 칩과 동일하거나 다른 반도체 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 리세스 영역의 바닥면과 상기 제2 배선의 최상부면 사이의 두께는 1 um 내지 5 um인 반도체 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 리세스 영역의 바닥면의 폭은 5 um 내지 15 um인 반도체 패키지. - 재배선 기판;
상기 재배선 기판의 상면 상에 실장된 반도체 칩;
상기 반도체 칩과 상기 재배선 기판 사이의 연결 단자; 및
상기 재배선 기판의 하면 상의 외부 단자를 포함하되,
상기 재배선 기판은:
상기 외부 단자 상의 언더 범프 패턴;
상기 언더 범프 패턴 상의 제1 재배선 패턴;
상기 제1 재배선 패턴 상에 배치되고, 제2 비아 및 상기 제2 비아 상의 제2 배선을 포함하는 제2 재배선 패턴;
상기 언더 범프 패턴 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 재배선 패턴들과 이격되는 적어도 하나 이상의 미세 패턴들;
상기 제1 재배선 패턴, 제2 재배선 패턴 및 상기 미세 패턴들을 덮는 절연층;
상기 제1 재배선 패턴과 상기 연결 단자 사이에 배치되고, 패드 비아 및 상기 패드 비아 상의 패드를 포함하는 패드 패턴; 및
상기 패드 패턴과 상기 절연층 사이에 개재되는 패드 시드 패턴을 포함하되,
상기 제2 배선은 상기 제2 배선의 상면이 리세스된 리세스 영역을 포함하고,
상기 패드 시드 패턴은 상기 리세스 영역의 내측벽 및 바닥면을 덮는 반도체 패키지. - 제7 항에 있어서,
상기 절연층과 상기 제1 재배선 패턴의 하면 사이에 개재되는 제1 시드 패턴; 및
상기 제2 비아의 하면과 상기 제1 재배선 패턴의 상면 사이, 상기 제2 비아의 측벽과 상기 절연층 사이, 및 상기 제2 배선의 하면과 상기 절연층 사이에 개재되는 제2 시드 패턴을 더 포함하는 반도체 패키지. - 제7 항에 있어서,
상기 패드 비아는 상기 재배선 기판의 상면에 평행한 방향으로의 폭을 가지고,
상기 패드 비아의 상부의 폭은 상기 패드 비아의 하부의 폭보다 큰 반도체 패키지. - 재배선 기판;
상기 재배선 기판의 상면 상에 실장된 반도체 칩; 및
상기 재배선 기판의 하면 상의 외부 단자를 포함하되,
상기 재배선 기판은:
상기 외부 단자 상의 패드 및 상기 패드 상의 패드 비아를 포함하는 패드 패턴;
상기 패드 패턴 상의 제1 재배선 패턴;
상기 패드 패턴과 상기 제1 재배선 패턴 사이에 배치되고, 제2 배선 및 상기 제2 배선 상의 제2 비아를 포함하는 제2 재배선 패턴;
상기 제1 재배선 패턴 및 제2 재배선 패턴을 덮는 절연층; 및
상기 패드 패턴과 상기 절연층 사이에 개재되는 패드 시드 패턴을 포함하되,
상기 제2 배선은 상기 제2 배선의 하면이 상기 제2 비아를 향하여 리세스된 리세스 영역을 포함하고,
상기 제1 리세스 영역의 바닥면은 상기 제2 배선의 최하부면보다 높고,
상기 패드는 상기 패드의 하면이 상기 패드 비아를 향하여 리세스된 개구부를 포함하고,
상기 개구부의 바닥면은 상기 패드의 최하부면보다 높은 반도체 패키지.
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