KR20240005556A - Fan Out Packaging Devices Using Bridge And Manufacturing Method Of Fan Out Packaging Devices Using Bridge - Google Patents
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Abstract
본 발명은 팬아웃 패키징 소자 및 팬아웃 패키징 소자의 제조방법에 관한 것으로서, 팬아웃 패키징 소자에 있어서, 둘 이상의 다이(Die)가 집적된 팬아웃 패키징 일측에 형성된 브릿지와, 상기 브릿지에 형성된 하나 이상의 트레이스와, 상기 트레이스 말단에 형성되고, 상기 팬아웃 패키징의 접촉단자와 접촉되는 연결단자를 포함하여, 상기 팬아웃 패키징에 집적된 서로 다른 다이 간을 전기적으로 연결시키는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자 및 그 제조방법을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은, 팬아웃 패키징 공정에 있어서, 칩 간 보조 연결을 위한 브릿지를 도입함으로써, 일부 트레이스 라우팅을 브릿지에 분산시켜 트레이스 라우팅 밀집도를 완화시켜, 트레이스 라우팅의 설계 자유도를 향상시키고, 생산 효율을 제고할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a fan-out packaging element and a method of manufacturing the fan-out packaging element, wherein the fan-out packaging element includes a bridge formed on one side of a fan-out packaging in which two or more dies are integrated, and one or more formed on the bridge. A fan-out packaging element using a bridge that electrically connects different dies integrated in the fan-out packaging, including a trace and a connection terminal formed at an end of the trace and in contact with a contact terminal of the fan-out packaging, and The manufacturing method is the technical gist. Accordingly, the present invention reduces the trace routing density by distributing some trace routing to the bridge by introducing a bridge for auxiliary connection between chips in the fan-out packaging process, improves the design freedom of trace routing, and improves production efficiency. There is an advantage to improving .
Description
본 발명은 팬아웃 패키징 공정에 있어서, 트레이스 설계의 자유도를 향상시킨 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자 및 팬아웃 패키징 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fan-out packaging device and a method of manufacturing the fan-out packaging device using a bridge that improves the freedom of trace design in the fan-out packaging process.
소위 반도체 8대 공정으로는, 웨이퍼 공정, 산화 공정, 포토 공정, 식각 공정, 박막 공정, 배선 공정, 테스트 공정 및 패키징 공정으로 진행되고 있다.The so-called eight major semiconductor processes are the wafer process, oxidation process, photo process, etching process, thin film process, wiring process, test process, and packaging process.
본 발명에서는 반도체 공정 중 패키징 공정에 관한 것으로서, 일반적으로 반도체 패키징 공정은 웨이퍼 절단(Dicing), 칩부착(Die Attach), 칩 연결(Interconnection), 몰딩(Molting), 패키징 테스트(Packaging Test)의 단계로 이루어지고 있다.The present invention relates to a packaging process among semiconductor processes. Generally, the semiconductor packaging process includes the steps of wafer cutting (Dicing), chip attachment (Die Attach), chip interconnection (Molding), and packaging test (Packaging Test). It is being done.
전통적인 반도체 패키징 공정은 웨이퍼를 절단하고 패키징 공정이 진행되는 것에 반해, 최근에는 다이(Die)를 웨이퍼 상태로 유지한 채로 '웨이퍼 레벨 패키징(Wafer Level Packaging)' 공정으로 진행하고 있으며, 이는 웨이퍼 상태에서 한번에 패키징 공정 및 테스트를 진행 후 칩을 절단하는 것으로 기존 대비 패키지 생산 원가를 절감할 수 있다는 장점이 있다.While the traditional semiconductor packaging process involves cutting the wafer and proceeding with the packaging process, recently, the 'wafer level packaging' process is carried out while maintaining the die in the wafer state, which is carried out in the wafer state. It has the advantage of reducing package production costs compared to existing products by cutting the chips after performing the packaging process and testing all at once.
반도체 소자의 고집적화, 고성능화 및 소형화가 진행되면서 이러한 웨이퍼 레벨 패키징 방식을 기본으로 하여 다양한 패키징 기술로 진화되고 있으며, 특히 팬인 웨이퍼 레벨 패키징(Fan In Wafer Level Packaging), 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징(Fan Out Wafer Level Packaging) 기술 등이 활발히 연구되고 있다.As semiconductor devices become more highly integrated, high-performance, and miniaturized, various packaging technologies are evolving based on this wafer-level packaging method, especially Fan In Wafer Level Packaging and Fan Out Wafer Level Packaging. Level Packaging technology is being actively researched.
또한, 최근 데이터 처리량의 급속한 증대로, 기존의 SoC(System on Chip)의 개념이 아닌 칩렛(Chiplet)의 개념이 도입되고 있으며, 이는 각각 다른 웨이퍼에서 다른 칩(모듈)을 제조하고, 이들을 인테그레이션함(Integration)으로써 칩화하는 것이다. 이와 같이 다른 웨이퍼에서 제조한 칩을 연결함으로써, 어떤 하나의 기능을 가진 SoC를 형성하는 것이 칩렛의 개념이다.In addition, with the recent rapid increase in data throughput, the concept of chiplets, rather than the existing SoC (System on Chip) concept, is being introduced, which involves manufacturing different chips (modules) from different wafers and integrating them. It is converted into a chip through (integration). The concept of a chiplet is to form an SoC with a single function by connecting chips manufactured from different wafers.
또한, 이러한 웨이퍼 레벨 패키징 방식에서, 집적도를 더욱 높이기 위해, 2D 패키징에서, 2.5D 패키징, 3D 패키징 등 다른 기능을 하는 이종의 칩들을 단일 기판 상에 패키징하는 이종 접합 기술(Heterogeneous Integration Techniques) 등이 활발히 연구되고 있다.In addition, in this wafer level packaging method, in order to further increase the degree of integration, heterogeneous integration techniques are used to package heterogeneous chips with different functions, such as 2D packaging, 2.5D packaging, and 3D packaging, on a single substrate. It is being actively researched.
이러한 칩렛 패키징 개념은 최근 반도체 시장의 급증으로 데이터 처리량과 처리 속도의 증가로 인해 다각도로 연구되고 있으나, 도 1에 도시한 바와 같이, 트레이스 디자인 설계상 공간 상의 한계로 그 제약이 있어왔다.This chiplet packaging concept has been studied from various angles due to the recent rapid increase in the semiconductor market and the increase in data throughput and processing speed, but as shown in Figure 1, there have been limitations due to space limitations in trace design.
즉, 트레이스의 라우팅 밀집도가 높아져 칩 간 연결이 어려울 뿐만 아니라, 트레이스 간 간섭도가 높아져 쇼트 불량이나 신호 전달 오류가 발생할 가능성이 높으며, I/O 카운트에 제한이 뒤따른다.In other words, not only does the routing density of traces increase, making it difficult to connect between chips, but the interference between traces also increases, increasing the likelihood of short circuits or signal transmission errors, and limiting I/O counts.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 팬아웃 패키징 공정에 있어서, 보조 연결을 위한 브릿지를 도입하여 트레이스의 라우팅 밀집도를 완화시켜 트레이스 설계의 자유도를 향상시킨 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자 및 팬아웃 패키징 소자의 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above problems, and in the fan-out packaging process, a fan-out packaging element and a fan-out device using a bridge that improves the freedom of trace design by reducing the routing density of traces by introducing a bridge for auxiliary connection The purpose is to provide a manufacturing method for packaging elements.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 팬아웃 패키징 소자에 있어서, 둘 이상의 다이(Die)가 집적된 팬아웃 패키징 일측에 형성된 브릿지와, 상기 브릿지에 형성된 하나 이상의 트레이스와, 상기 트레이스 말단에 형성되고, 상기 팬아웃 패키징의 접촉단자와 접촉되는 연결단자를 포함하여, 상기 팬아웃 패키징에 집적된 서로 다른 다이 간을 전기적으로 연결시키는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fan-out packaging device, comprising a bridge formed on one side of a fan-out packaging in which two or more dies are integrated, one or more traces formed on the bridge, and an end of the trace, , The technical gist is a fan-out packaging element using a bridge that electrically connects different dies integrated in the fan-out packaging, including a connection terminal in contact with a contact terminal of the fan-out packaging.
또한, 본 발명은, 팬아웃 패키징 소자의 제조방법에 있어서, 트레이스 및 연결단자가 구비된 브릿지를 준비하는 단계와, 둘 이상의 다이(Die)가 집적된 팬아웃 패키징 일측에 상기 브릿지를 위치시키는 단계와, 상기 브릿지의 트레이스 및 접촉단자와 상기 팬아웃 패키징의 접촉단자를 전기적으로 접촉시키는 단계를 포함하여, 상기 팬아웃 패키징에 집적된 서로 다른 다이 간을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.In addition, the present invention relates to a method of manufacturing a fan-out packaging element, comprising the steps of preparing a bridge provided with traces and connection terminals, and positioning the bridge on one side of the fan-out packaging on which two or more dies are integrated. and electrically connecting the traces and contact terminals of the bridge with the contact terminals of the fan-out packaging, thereby electrically connecting different dies integrated in the fan-out packaging. The manufacturing method of the fan-out packaging element is another technical point.
또한, 상기 브릿지는, 실리콘 기판, 고분자 기판, 세라믹 기판, 유무기 복합 소재 기판, 유리 섬유 함침 기판 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 또한, 상기 브릿지는, 상기 기판에 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 상기 고분자 수지는 에폭시계 절연 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있다.In addition, the bridge is preferably one of a silicon substrate, a polymer substrate, a ceramic substrate, an organic-inorganic composite material substrate, and a glass fiber-impregnated substrate. Additionally, the bridge may include a polymer resin in the substrate, The polymer resin may include an epoxy-based insulating resin or a polyimide-based resin.
또한, 상기 트레이스는, 상기 브릿지의 일면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 복수개의 열 또는 행으로 형성되며, 직선, 곡선 및 꺾여진 선 중 어느 하나, 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 트레이스는, 상기 브릿지에 내장 또는 실장될 수 있다.Additionally, the trace may be formed on one or both sides of the bridge, may be formed in a plurality of columns or rows, and may be formed as any one of straight lines, curves, and bent lines, or a combination of two or more of these. Additionally, the trace may be built into or mounted on the bridge.
또한, 상기 연결단자는, 금속 연결부, 솔더범프 및 솔더범프 필러 구조 중 어느 하나, 또는 혼용되어 형성될 수 있으며, 또한 상기 금속 연결부는 상기 브릿지에 형성된 비아 상에 형성되거나, 상기 솔더범프는 상기 브릿지에 형성된 솔더패드 상에 형성될 수 있다.In addition, the connection terminal may be formed of any one of a metal connection part, a solder bump, and a solder bump filler structure, or a combination thereof, and the metal connection part may be formed on a via formed in the bridge, or the solder bump may be formed on a via formed in the bridge. It can be formed on the solder pad formed in .
또한, 상기 연결단자는, 팬아웃 패키징에 있어서 다이 외측 또는 내측에 형성될 수 있다.Additionally, the connection terminal may be formed outside or inside the die in fan-out packaging.
또한, 상기 브릿지를 매개로 실리콘 인터포저(Interposer) 또는 패키징 기판에 팬아웃 패키징 소자가 집적되는 경우, 상기 브릿지와의 높이차를 상쇄시키고자 접촉단자 또는 연결단자의 높이 차이를 두어 상기 실리콘 인터포저 또는 패키징 기판에의 수평 접촉이 되도록 구현할 수 있다.In addition, when a fan-out packaging element is integrated into a silicon interposer or a packaging substrate via the bridge, a height difference between the contact terminals or connection terminals is created to offset the height difference with the bridge, so that the silicon interposer Alternatively, it can be implemented to make horizontal contact with the packaging substrate.
본 발명은 팬아웃 패키징 공정에 있어서, 칩 간 보조 연결을 위한 브릿지를 도입함으로써, 일부 트레이스 라우팅을 브릿지에 분산시켜 트레이스 라우팅 밀집도를 완화시켜, 트레이스 라우팅의 설계 자유도를 향상시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of improving the design freedom of trace routing by introducing a bridge for auxiliary connection between chips in the fan-out packaging process, thereby relieving trace routing density by distributing some trace routing to the bridge.
또한 트레이스 라우팅 밀집도를 완화시키고, 트레이스 라우팅의 설계 자유도를 향상시킴으로써, 쇼트 불량률을 감소시키고, 신호 전달 오류를 최소화할 수 있으며, 생산 효율을 제고할 수 있는 효과가 있다.In addition, by alleviating trace routing density and improving the design freedom of trace routing, the short-circuit defect rate can be reduced, signal transmission errors can be minimized, and production efficiency can be improved.
도 1 - 팬아웃 패키징에 대한 모식도.
도 2 - 본 발명의 일실시예에 따른 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자에 대한 모식도.
도 3 - 도 2의 실시예의 결합 모식도.
도 4 - 도 2의 실시예에 대한 단면 모식도.
도 5 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자에 대한 모식도.
도 6 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자에 대한 모식도.Figure 1 - Schematic diagram of fan-out packaging.
Figure 2 - A schematic diagram of a fan-out packaging device using a bridge according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 - A schematic diagram of the combination of the embodiment of Figure 2.
Figure 4 - Cross-sectional schematic diagram of the embodiment of Figure 2.
Figure 5 - A schematic diagram of a fan-out packaging device using a bridge according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 - A schematic diagram of a fan-out packaging device using a bridge according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 팬아웃 패키징 공정에 있어서, 칩 간 보조 연결을 위한 브릿지를 도입하여 트레이스의 라우팅 밀집도를 완화시켜 트레이스 설계의 자유도를 향상시킬 수 있는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자 및 보조 연결 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a fan-out packaging device using a bridge that can improve the freedom of trace design by reducing the routing density of traces by introducing a bridge for auxiliary connection between chips in the fan-out packaging process, and a fan using an auxiliary connection bridge. It relates to a manufacturing method of an out-packaging device.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자에 대한 모식도이고, 도 3은 도 2의 실시예의 결합 모식도이고, 도 4는 도 2의 실시예에 대한 단면 모식도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자에 대한 모식도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자에 대한 모식도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of a fan-out packaging device using a bridge according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic diagram of a combination of the embodiment of FIG. 2, FIG. 4 is a cross-sectional schematic diagram of the embodiment of FIG. 2, and FIG. 5 is a schematic diagram of a fan-out packaging device using a bridge according to another embodiment of the present invention, and Figure 6 is a schematic diagram of a fan-out packaging device using a bridge according to another embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 브릿지(120)를 이용한 팬아웃 패키징 소자(100)는, 둘 이상의 다이(Die)(111)가 집적된 팬아웃 패키징(110) 일측에 형성된 브릿지(120)와, 상기 브릿지(120)에 형성된 하나 이상의 트레이스(121)와, 상기 트레이스(121) 말단에 형성되고, 상기 팬아웃 패키징(110)의 접촉단자(112)와 접촉되는 연결단자(122)를 포함하여, 상기 팬아웃 패키징(110)에 집적된 서로 다른 다이 간을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 한다.As shown, the fan-out
또한 본 발명에 따른 브릿지(120)를 이용한 팬아웃 패키징 소자(100)의 제조방법은, 트레이스(121) 및 연결단자(122)가 구비된 브릿지(120)를 준비하는 단계와, 둘 이상의 다이(Die)(111)가 집적된 팬아웃 패키징(110) 일측에 상기 브릿지(120)를 위치시키는 단계와, 상기 브릿지(120)의 트레이스(121) 및 접촉단자(112)와 상기 팬아웃 패키징(110)의 접촉단자(112)를 전기적다이(111) 접촉시키는 단계를 포함하여, 상기 팬아웃 패키징(110)에 집적된 서로 다른 다이(111) 간을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing the fan-out
본 발명의 일실시예에 따른 팬아웃 패키징(110)은, 둘 이상의 다이(칩)(111)가 집적된 것으로, 몰딩되어 내장형(Embedded)으로 제공되는 팬아웃 패키징(110) 또는 표면 실장형 등 다양하게 실시될 수 있다.The fan-out
본 발명에서는 다이(111)와 칩은 일반적으로 동일한 개념으로 사용하고 있으며, 각 부분에 적절하게 선택하여 사용한다.In the present invention, the
한편, 내장형 팬아웃 패키징(Embedded Fan Out Packaging)(110)은 일반적으로 실리콘 웨이퍼에 형성된 칩을 다이싱한 다음 정상 작동이 확인된 칩을 캐리어 웨이퍼 상에 재구성(Reconstitution)하여 위치시키고, 칩 및 팬아웃 영역에 재분배층(Redistribution Layer, RDL)을 형성한 다음 솔더범프 또는 솔더패드를 형성하고 각 칩 또는 칩렛 단위(모듈)로 다이싱하는 것이다.Meanwhile, Embedded Fan Out Packaging 110 generally dices the chip formed on a silicon wafer, then reconstitutes and places the chip whose normal operation is confirmed on a carrier wafer, and places the chip and the fan. A redistribution layer (RDL) is formed in the out area, then solder bumps or solder pads are formed and diced into each chip or chiplet unit (module).
상기 재분배층에 따른 솔더범프 또는 솔더패드는 팬아웃 패키징(110)에 입출력 단자(I/O)를 형성하고, 다른 모듈 또는 칩 간의 연결을 위한 접촉단자(112)의 역할을 하게 된다.The solder bump or solder pad according to the redistribution layer forms an input/output terminal (I/O) in the fan-out
전자기기의 고성능화, 데이터 처리량의 증대에 따라 데이터 처리를 위한 칩의 갯수가 늘어나고, I/O의 갯수가 늘어남에 따라 팬아웃 패키징(110)이 유용하게 사용되고 있으며, 하나 이상의 칩을 집적화함으로써, 고도로 통합된 다중 기능 모듈 또는 패키지를 제공하게 된다.As the performance of electronic devices improves and data processing increases, the number of chips for data processing increases, and as the number of I/O increases, the fan-out
도 1에 도시한 바와 같이 기존의 둘 이상의 다이(111)가 내장된 팬아웃 패키징(110)의 경우, I/O를 재분배하더라도 그 공간 상의 한계로 트레이스(113)의 라우팅에 한계가 있어, 다이(칩)(111) 간의 연결이 용이하지 않으며 이에 대한 설계 공정에 많은 노력과 비용이 소요되게 되며, 다이의 종류에 따라서는 그 밀집도가 높아져 쇼트 불량이나 신호 전달 오류의 가능성이 높아지게 된다.As shown in FIG. 1, in the case of the existing fan-out
본 발명은 이를 위해 팬아웃 패키징(110)의 일측에 칩 간 연결을 위해 브릿지(120)를 도입하였으며, 본 발명의 일실시예에 따른 브릿지(120)는, 상기 팬아웃 패키징(110)의 일측, 바람직하게는 칩 또는 재분배층 상부에 형성되게 된다. 즉, 칩 전면(Front) 구조의 패키징의 경우에는 패키징 하측에, 칩 배면(Back) 구조의 패키징의 경우 패키징 상측에 형성될 수 있으며, 필요에 따라 상하측에 형성될 수도 있다.For this purpose, the present invention introduces a
또한 본 발명의 일실시예에 따른 브릿지(120)는, 다이(111)의 형태나, 입출력 단자의 배치나 위치 등에 따라 칩 간 사이에 형성되거나, 칩 전면(Total Surface)에 형성되거나, 칩 전면(Total Surface) 보다 더 넓거나 작게 형성될 수 있다.In addition, the
본 발명의 일실시예에 따른 브릿지(120)는 전기적으로 절연재료로 형성되고, 전기 화학적으로 안정되고, 가공이 용이한 재료를 사용하며, 전기적으로 서로 연결하기 위한 다이(111)의 형태나 입출력 단자의 배치에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.The
바람직하게는 얇은 판상의 사각 형상으로 형성될 수 있으며, 단단한 재료(Rigid Material) 또는 유연성이 있는 재료(Flexible Material) 등이 사용될 수 있다. 예컨대, 무기 재료, 유기 재료 또는 유무기 복합재료가 사용될 수 있다.Preferably, it may be formed in a thin plate-like rectangular shape, and a rigid material or a flexible material may be used. For example, inorganic materials, organic materials, or organic-inorganic composite materials may be used.
본 발명의 일실시예로 상기 브릿지(120)는, 실리콘 기판, 고분자 기판, 세라믹 기판, 유무기 복합 소재 기판, 유리 섬유 함침 기판 중 어느 하나를 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
또한, 상기 브릿지(120)는 상기 기판에, 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 상기 고분자 수지는 에폭시계 절연 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있다.Additionally, the
여기에서 고분자 수지를 포함하는 경우, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있다.Here, when a polymer resin is included, it may include an epoxy-based insulating resin such as FR-4, BT (Bismaleimide Triazine), and ABF (Ajinomoto Build up Film).
이러한 칩 간 연결을 보조하기 위한 브릿지(120)는 필요에 따라 다이 몰딩 패키징 공정에서 동시에 패키징 될 수도 있으며, 다이 몰딩이 완료된 후, 칩 간 연결을 위한 소정 위치에 배치될 수 있다.The
그리고 본 발명에 따른 브릿지(120)에는 하나 이상의 트레이스(121)가 형성된다. 상기 트레이스(Trace)(121)는 연결하고자 하는 칩의 접촉단자(재분배층이 형성된 경우 그에 따른 솔더범프 또는 솔더패드)(112)의 배치에 따라 신호 전송 속도를 고려하여 하나 이상의 배선 형태로 형성될 수 있다.And one or
또한, 상기 트레이스(121)는 복수개의 열 또는 행으로 형성되며, 직선, 곡선 및 꺾여진 선, 둘 이상으로 분기된 선, 이들이 다양하게 조합된 선(도 5) 등, 다양한 형상의 패턴으로 형성될 수 있다.In addition, the
상기 트레이스(121)는 상기 기판 상에 스퍼터(Sputter) 등의 진공증착법으로 형성될 수 있으며, 싱기 브릿지(120)의 일면 또는 양면에 형성되거나, 상기 기판 상에 내장(몰딩)되거나 표면에 실장되어 형성될 수 있다.The
그리고 이러한 트레이스(121)의 말단에는 팬아웃 패키징(110)의 접촉단자(112)와 연결을 위한 연결단자(122)가 형성될 수 있다.And a
상기 팬아웃 패키징(110)의 접촉단자(112)는 일반적으로 칩 영역 및 팬아웃 영역에 칩 간 연결을 위한 재분배층(Redistribution Layer, RDL)에 따른 솔더패드 또는 솔더범프로 형성된 것으로서, 솔더범프 또는 솔더패드 자체가 입출력 단자가 될 수 있다.The
상기 재분배층은 칩 간 연결을 위한 트레이스(113) 라우팅 설계에 따라 칩 영역 또는 팬아웃 영역에 입출력 단자를 위한 트레이스(113)가 라우팅되어 형성될 수 있으며, 트레이스(113) 말단에는 솔더범프 또는 솔더패드로 마무리될 수 있다.The redistribution layer may be formed by routing
상기 연결단자(122)는 상기 팬아웃 패키징(110)의 접촉단자(112)와 전기적으로 연결되는 것으로, 팬아웃 패키징(110)의 접촉단자(112)의 형상, 다이(111)의 형상이나 칩과 브릿지(120)의 높이, 그리고 패키징 기판(Packaging Substrate) 또는 실리콘 인터포저(Silicon Interposer)(S) 등과의 접촉 거리를 고려하여 금속 연결부(예컨대, 실리콘 관통전극(Through Silicon Via, TSV)), 솔더범프(Solder Bump), 솔더범프 필러(Solder Bump Pillar) 중 어느 하나 또는 이들을 혼용하여 사용할 수 있다.The
여기에서 상기 연결단자(122)는 트레이스(121)의 실장 형태에 따라 상기 브릿지(120)에 형성된 비아(Via) 상에 형성되거나 또는 브릿지(120)에 형성된 솔더패드 상에 형성될 수 있다.Here, the
예컨대, 상기 금속 연결부는 무전해전기도금법 등에 의해 상기 브릿지(120)에 형성된 비아 상에 형성되거나, 상기 솔더범프는 솔더패드 상에 형성될 수 있다. 상기 솔더범프 필러는 솔더패드 또는 소정의 증착층 상에 필러 및 솔더범프 구조로 형성될 수 있다.For example, the metal connection portion may be formed on a via formed in the
도 2 내지 도 5에 도시된 본 발명의 일실시예에서는 일정한 피치로 배열된 트레이스(121)가 브릿지(120)의 일측면(상측 또는/및 하측)에 형성되고, 상기 트레이스(121)의 양단에 연결단자(122)가 형성된 것을 도시한 것이다.In one embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 to 5, traces 121 arranged at a constant pitch are formed on one side (upper or/and lower side) of the
도 2 내지 도 4의 실시예는, 칩 간 연결을 위해 브릿지(120)를 칩의 전면(Total Surface)과 거의 비슷한 크기로 형성하고, 상기 브릿지(120)에는 3행의 트레이스(121)를 동일한 크기의 직선 형태로 형성한 것이다.2 to 4, the
이 경우 칩 간 연결을 위해 최외곽 쪽에 있는 접촉단자(112)와 브릿지(120)에 형성된 트레이스(121)의 연결단자(122)와 연결되도록 설계하여, 칩의 모든 접촉단자(112) 간에 연결이 이루어지도록 하면서, 브릿지(120)에 트레이스가 분산되어 트레이스 라우팅 밀집도를 완화시키게 되는 것이다.In this case, for inter-chip connection, the
도 4의 실시예에서는, 상기 트레이스(121)의 양단에 형성된 연결단자(122)는 상기 브릿지(120)에 비아가 형성되고, 비아 내부에는 금속 연결부(도면 상에는 비아의 내부 표면에만 형성된 것을 도시하였으나, 비아 내부에 금속 필러가 충진될 수도 있다), 비아 외측 표면 상에는 솔더패드가 구현된 것을 도시하였다.In the embodiment of FIG. 4, the
만약 트레이스(121)가 브릿지(120)의 하측면에 형성된 경우에는 비아는 형성되지 않을 수 있으며, 솔더패드 및 솔더범프의 조합으로 연결단자(122)가 구현될 수 있으며, 활용도를 높이기 위해 비아 및 금속 연결부가 형성되어도 무방하다.If the
이러한 연결단자(122)의 구조는 상술한 바와 같이, 팬아웃 패키징(110)의 접촉단자(112)의 형상, 다이(111)의 형상이나 칩과 브릿지(120)의 높이, 그리고 패키징 기판(Packaging Substrate) 또는 실리콘 인터포저(Silicon Interposer)(S) 등과의 접촉 거리를 고려하여 설계한다.As described above, the structure of the
상기 트레이스(121) 및 연결단자(122)는 구리와 같은 전도성 금속으로 형성될 수 있으며, 상기 트레이스(121) 및 연결단자(122)는 동시에 제작되거나, 순차적으로 제작될 수 있다. 즉, 브릿지(120) 설계에 따라 연결단자(122) 형성 후 트레이스(121)를 형성하거나 트레이스(121) 형성 후 연결단자(122)를 형성할 수도 있다.The
또한, 이러한 연결단자(122)는 팬아웃 패키징(110)에 있어서 다이(111) 외측 또는 내측에 위치할 수 있다. 다이(111) 외측에 위치하는 경우 트레이스(121) 라우팅 밀집도를 더욱 완화할 수 있다. 이는 칩의 종류와 신호 전송 거리를 고려하여 적절하게 설계한다.Additionally, the
도 5는 칩 간 연결을 위해 칩 간 사이에 소정 크기의 브릿지(120)가 형성된 경우를 도시한 것으로서, 칩 간 직접적으로 연결된 트레이스(113)와 트레이스 밀집도 완화를 위해 브릿지(120)에 분산되어 형성된 트레이스(121)의 배치를 모식화한 것이다. 이는 칩 간 직접적으로 연결된 트레이스(113) 라우팅 설계에 따라 라우팅 밀집도 완화 및 신호 전송 속도 등을 고려하여 브릿지 트레이스(121) 라우팅을 적절하게 분산하여 설계한 것이다. Figure 5 shows a case where a
도 5의 실시예에서는 라우팅 밀집도 완화를 위해 서로 길이가 상이하고, 꺾여진 트레이스(121)의 조합으로 형성된 것으로, 도 2 내지 도 4의 실시예보다 입출력 단자가 더 많은 칩의 패키징에 있어서 브릿지(120)를 도입함으로써 트레이스 밀집도를 최적절하게 분산시킨 것이다.In the embodiment of Figure 5, it is formed by a combination of
이러한 브릿지(120)에 형성된 트레이스 라우팅 설계는, 칩 또는 패키징의 접촉단자(또는 입출력 단자)(112)와 칩 간 직접적 연결을 위한 트레이스(113)의 배치 형태, 개수 등에 대응하여 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.The trace routing design formed on the
또한, 상술한 바와 같이, 상기 트레이스(121)는 브릿지(120)의 일면 또는 양쪽 표면, 또는 내부에 몰딩되어 형성될 수 있으므로, 트레이스 설계 자유도가 매우 높은 장점이 있다.In addition, as described above, the
또한 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 브릿지(120)를 매개로 실리콘 인터포저 또는 패키징 기판(S)에 팬아웃 패키징 소자(100)가 집적되는 경우, 상기 브릿지(120)와의 높이차를 상쇄시키고자 접촉단자(또는 연결단자(122))(112)의 높이 차이를 두어 상기 실리콘 인터포저 또는 패키징 기판(S)에의 수평 접촉으로 안정적인 접촉이 구현되도록 한다.In addition, as shown in FIG. 6, when the fan-out
도 6의 실시예에서는 본 발명에 따른 브릿지(120)의 형상이 칩 간 연결부 사이의 일측에 형성된 것으로서, 이 경우 인터포저 또는 패키징 기판(S)과의 높이차가 발생하게 되므로, 칩과 인터포저(S) 등과의 접촉단자(112), 칩 간 사이에 형성된 브릿지(120)와 인터포저(S) 등과의 접촉단자(또는 연결단자(122))(112)의 높이가 상이하게 형성되어, 최종 인터포저 또는 패키징 기판(S)에는 전체적으로 수평 접촉이 이루어지도록 한다.In the embodiment of FIG. 6, the shape of the
본 발명의 일실시예로 도 6(a)에서는 상기 접촉단자(112) 또는 연결단자(122)는 솔더범프로 형성된 것이고, 도 6(b)에서는 상기 접촉단자(112) 또는 연결단자(122)가 칩과 인터포저(S) 등, 브릿지(120)와 인터포저(S) 등 간의 이격 거리에 따라 솔드범프 필러 구조가 혼용되어 형성된 것을 나타내었다.In one embodiment of the present invention, in Figure 6(a), the
이와 같이 본 발명은 팬아웃 패키징에 있어서, 칩의 기능이나 형태, 많은 I/O 카운트에 따라 칩 간 연결이 어렵거나 트레이스 라우팅의 밀집도가 너무 높은 경우, 칩 간 연결을 위한 브릿지를 도입함으로써, 일부 라우팅을 브릿지에 분산시켜 트레이스 라우팅의 설계 자유도를 향상시키고, 이에 따른 생산 효율을 제고할 수 있게 된다.As such, in fan-out packaging, the present invention introduces a bridge for inter-chip connection when inter-chip connection is difficult or trace routing density is too high depending on the function or shape of the chip or a large I/O count, thereby partially By distributing routing to the bridge, the design freedom of trace routing can be improved, thereby improving production efficiency.
100 : 팬아웃 패키징 소자
110 : 팬아웃 패키징
111 : 다이
112 : 접촉단자
113 : 트레이스
120 : 브릿지
121 : 트레이스
122 : 연결단자100: fan-out packaging element
110: fan-out packaging 111: die
112: contact terminal 113: trace
120: Bridge 121: Trace
122: connection terminal
Claims (16)
둘 이상의 다이(Die)가 집적된 팬아웃 패키징 일측에 형성된 브릿지;
상기 브릿지에 형성된 하나 이상의 트레이스;
상기 트레이스 말단에 형성되고, 상기 팬아웃 패키징의 접촉단자와 접촉되는 연결단자;를 포함하여, 상기 팬아웃 패키징에 집적된 서로 다른 다이 간을 전기적으로 연결시키는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자.In the fan-out packaging device,
A bridge formed on one side of the fan-out packaging in which two or more dies are integrated;
one or more traces formed on the bridge;
A fan-out packaging element using a bridge that electrically connects different dies integrated in the fan-out packaging, including a connection terminal formed at an end of the trace and in contact with a contact terminal of the fan-out packaging.
실리콘 기판, 고분자 기판, 세라믹 기판, 유무기 복합 소재 기판, 유리 섬유 함침 기판 중 어느 하나인 것을 포함하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자.The method of claim 1, wherein the bridge:
A fan-out packaging device using a bridge comprising any one of a silicon substrate, a polymer substrate, a ceramic substrate, an organic-inorganic composite material substrate, and a glass fiber-impregnated substrate.
상기 기판에 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 상기 고분자 수지는 에폭시계 절연 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자.The method of claim 2, wherein the bridge:
A fan-out packaging device using a bridge, wherein the substrate may include a polymer resin, and the polymer resin includes an epoxy-based insulating resin or a polyimide-based resin.
상기 브릿지의 일면 또는 양면에 형성된 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자.The method of claim 1, wherein the trace is:
A fan-out packaging device using a bridge, characterized in that formed on one or both sides of the bridge.
복수개의 열 또는 행으로 형성되며,
직선, 곡선 및 꺾여진 선 중 어느 하나, 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 형성된 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자.The method of claim 1, wherein the trace is:
Formed from multiple columns or rows,
A fan-out packaging device using a bridge, characterized in that it is formed from any one of straight lines, curved lines, and bent lines, or a combination of two or more of them.
내장 또는 실장된 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자.The method of claim 1, wherein the trace is:
A fan-out packaging device using a bridge that is built-in or mounted.
금속 연결부, 솔더범프 및 솔더범프 필러 구조 중 어느 하나, 또는 혼용되어 형성된 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자.The method of claim 1, wherein the connection terminal is:
A fan-out packaging device using a bridge, characterized in that it is formed by one or a combination of metal connection, solder bump, and solder bump filler structures.
트레이스 및 연결단자가 구비된 브릿지를 준비하는 단계;
둘 이상의 다이(Die)가 집적된 팬아웃 패키징 일측에 상기 브릿지를 위치시키는 단계;
상기 브릿지의 트레이스 및 접촉단자와 상기 팬아웃 패키징의 접촉단자를 전기적으로 접촉시키는 단계;를 포함하여, 상기 팬아웃 패키징에 집적된 서로 다른 다이 간을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법.In the method of manufacturing a fan-out packaging element,
Preparing a bridge equipped with traces and connection terminals;
Positioning the bridge on one side of fan-out packaging where two or more dies are integrated;
A fan using a bridge, characterized in that electrically connecting different dies integrated in the fan-out packaging, including electrically contacting the trace and contact terminal of the bridge with the contact terminal of the fan-out packaging. Manufacturing method of out packaging device.
실리콘 기판, 고분자 기판, 세라믹 기판, 유무기 복합 소재 기판, 유리 섬유 함침 기판 중 어느 하나인 것을 포함하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법.The method of claim 9, wherein the bridge:
A method of manufacturing a fan-out packaging device using a bridge comprising any one of a silicon substrate, a polymer substrate, a ceramic substrate, an organic-inorganic composite material substrate, and a glass fiber-impregnated substrate.
상기 기판에 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 상기 고분자 수지는 에폭시계 절연 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법.The method of claim 10, wherein the bridge:
A method of manufacturing a fan-out packaging device using a bridge, wherein the substrate may include a polymer resin, and the polymer resin includes an epoxy-based insulating resin or a polyimide-based resin.
상기 브릿지의 일면 또는 양면에 형성된 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법.The method of claim 9, wherein the trace is:
A method of manufacturing a fan-out packaging element using a bridge, characterized in that formed on one or both sides of the bridge.
복수개의 열 또는 행으로 형성되며,
직선, 곡선 및 꺾여진 선 중 어느 하나, 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 형성된 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법.The method of claim 9, wherein the trace is:
Formed from multiple columns or rows,
A method of manufacturing a fan-out packaging element using a bridge, characterized in that it is formed by any one of straight lines, curves, and bent lines, or a combination of two or more of these.
내장 또는 실장된 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법.The method of claim 9, wherein the trace is:
A method of manufacturing a fan-out packaging element using a bridge that is built-in or mounted.
금속 연결부, 솔더범프 및 솔더범프 필러 구조 중 어느 하나, 또는 혼용되어 형성된 것을 특징으로 하는 브릿지를 이용한 팬아웃 패키징 소자의 제조방법.The method of claim 9, wherein the connection terminal is:
A method of manufacturing a fan-out packaging device using a bridge, characterized in that it is formed by one or a combination of metal connection, solder bump, and solder bump filler structures.
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