説明

パッケージ基板

【課題】上下の熱膨張係数の差を低減して反りを防止することができるパッケージ基板を提供する。
【解決手段】本発明によるパッケージ基板は、一面に半導体チップが実装され、他面がメイン基板に実装されるパッケージ基板であって、基板部と、半導体チップと電気的に接続するように基板部の一面に形成される第1パッドと、第1パッドが露出するように基板部の一面に形成され、前記第1パッドが露出するパッド領域及びダミー領域に区画される第1ソルダーレジスト層とを含み、ダミー領域が前記パッド領域より薄いことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はパッケージ基板に関する。
【背景技術】
【0002】
近来、電子機器の高性能化、小型化に伴って半導体チップの端子数は著しく増加しており、これにより、信号伝達速度を向上させる目的でパッケージ基板として用いられているFC−BGA(flip Chip - Ball Grid Array)基板のコア(core)の厚さが薄くなりつつある。コアの厚さが薄くなることにより、ループインダクタンス(Loop inductance)値が小さくなって、信号伝達速度が大きく向上するという長所がある。
【0003】
しかし、コアのないコアレス(coreless)製品の場合、反り(warpage)に抵抗する役割をするコア層がないため、反りやすくなる。反りは、様々な外力に対して基板が反応する現象であって、最も代表的な外力として熱的変化が挙げられる。
【0004】
熱的変化に曝された基板は、中立面(neutral plane)を基準として、上下の熱的特性(熱膨張係数、CTE)の差により反りが発生することがある。基板には、各層の銅占有率(Cu portion)、メッキの体積 、絶縁材の体積 、ソルダーレジストの体積などの要素があり、これら要素の幾何学的な上下の非対称構造は、基板上下の熱膨張係数に差を生じることがある。これは基板の反りに直結する問題である。
【0005】
図1は、従来技術によるパッケージ基板を示す平面図であり、図2は、従来技術によるパッケージ基板を示す底面図であり、図3は、従来技術によるパッケージ基板を示す断面図である。図1から図3に示されたパッケージ基板はコアのないコアレスタイプである。
【0006】
図3を参照すると、このようなパッケージ基板10の上面には半導体チップ6が実装されるが、図1に示すように、半導体チップ6との電気的接続のために、ハンダボール1が装着されるハンダボールパッド2が中央部に集中して形成されており、図2に示すように、パッケージ基板10の下面には、メイン基板との電気的接続のためのハンダボールパッド4が下面全体に亘って形成されている。
【0007】
通常、パッケージ基板の上面に形成されるハンダボールは下面に形成されるハンダボールよりその直径が小さい。そのため、パッケージ基板の下面に形成されるハンダボールパッドがパッケージ基板の上面に形成されるハンダボールパッドよりも大きく形成される。例えば、このようなハンダボールパッドの面積の和の差が9倍になる場合もある。
【0008】
図3に示すように、パッケージ基板10の上下に形成されるハンダボールパッド2,4の面積の差は、最外層のソルダーレジスト層3,5の開放量の差だけだなく、パッケージ基板10内部の回路パターンの体積比の差にもつながり得る。
【0009】
さらに、パッケージ基板10上層の回路パターンの形成密度は下層に比べて低いため、下層の銅占有率が高くなる。このように、パッケージ基板10における構成要素の上下密度の差も反りを引き起こす要因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
こうした従来技術の問題点を解決するために、本発明は、反りを低減することができるパッケージ基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一実施形態によれば、一面に半導体チップが実装され、他面がメイン基板に実装されるパッケージ基板であって、基板部と、 半導体チップと電気的に接続するように基板部の一面に形成される第1パッドと、第1パッドが露出するように基板部の一面に形成され、前記第1パッドが露出するパッド領域及びダミー領域に区画される第1ソルダーレジスト層と、を含み、ダミー領域が前記パッド領域より薄いパッケージ基板が提供される。
【0012】
ここで、パッケージ基板は、メイン基板と電気的に接続するように基板部の他面に形成される第2パッドと、第2パッドが露出するように基板部の他面に形成される第2ソルダーレジスト層をさらに含むことができ、第1ソルダーレジスト層のパッド領域と第2ソルダーレジスト層の厚さは同じであることができる。
【0013】
ダミー領域はパッド領域の周縁に沿って形成されてもよく、第1パッドの面積の和は第2パッドの面積の和より小さくてもよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明の実施形態によれば、パッケージ基板における上下の熱膨張係数の差を低減して反りを防止することができる。
【0015】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】従来技術によるパッケージ基板を示す平面図である。
【図2】従来技術によるパッケージ基板を示す底面図である。
【図3】従来技術によるパッケージ基板を示す断面図である。
【図4】本発明の一実施例によるパッケージ基板を示す断面図である。
【図5】本発明の一実施例によるパッケージ基板の一部を示す斜視図である。
【図6】図5のA−A'線に沿って切断した部分を示す断面図である。
【図7】図5のB−B'線に沿って切断した部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の特徴及び利点が以下の図面と発明の実施例により明確になるが、以下の実施例は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0018】
また、本発明によるパッケージ基板の実施例を添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一または対応の構成要素には同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【0019】
図4は、本発明の一実施例によるパッケージ基板を示す断面図である。図4に示すように、本発明の一実施例によるパッケージ基板1000は、一面に半導体チップ50が実装され、他面がメイン基板に実装されるパッケージ基板であって、基板部100と、半導体チップと電気的に接続するように基板部の一面に形成される第1パッドと、第1パッドが露出するように基板部の一面に形成され、前記第1パッドが露出するパッド領域及びダミー領域に区画される第1ソルダーレジスト層とを含み、ダミー領域が前記パッド領域より薄いことを特徴とし、上下の熱膨張係数の差を低減して反りを防止することができる。
【0020】
パッケージ基板1000の一面には半導体チップ50が実装され、パッケージ基板1000そのものはメイン基板に実装されて、半導体チップ50とメイン基板との電気的接続を容易にすることができる。ここで、メイン基板とは半導体チップ50がパッケージ基板1000を介して実装される基板であって、例えば、コンピュータなどに用いられるマザーボード(mother board)のようなメイン基板である。
【0021】
基板部100は、絶縁層102と、絶縁層102の内部に第1パッド152及び第2パッド154を電気的に接続させる回路パターン104とを含むことができる。
【0022】
基板部100は、信号伝達経路の短縮及び薄型化のために、強化ガラスが含まれるコア基板が省略された形態の、すなわちコアレスタイプで実現可能であり、回路パターン104が形成される複数の絶縁層102を積層して形成されることができる。
【0023】
基板部100の他面には、メイン基板と電気的に接続するように第2パッド154が形成されることができる。基板部100とメイン基板はハンダボールを介して物理的及び電気的に接続され、第2パッド154はハンダボールを載置するためのハンダボールパッドの構造を取ることができる。第2パッド154は基板部100の他面全体に亘って均一に分布するように形成されることができる。
【0024】
基板部100の他面には第2ソルダーレジスト層220が形成されることができる。第2ソルダーレジスト層220は基板部100の他面に形成される回路パターン104をカバーして保護し、その一部は第2パッド154が露出するように開放され形成されることができる。
【0025】
基板部100の一面には半導体チップ50との電気的接続のために第1パッド152が形成されることができる。パッケージ基板1000と半導体チップ50はハンダボール52を介して物理的及び電気的に接続されることができ、第1パッド152はハンダボール52を載置するためのハンダボールパッドの構造を取ることができる。
【0026】
基板部100の一面には第1ソルダーレジスト層210が形成されることができる。第1ソルダーレジスト層210は基板部100の一面の一部をカバーして、第1パッド152は露出させ、基板部100の一面に形成される回路パターン104は保護することができる。
【0027】
図5は、本発明の一実施例によるパッケージ基板1000の一部を示す斜視図である。図5に示すように、第1ソルダーレジスト層210はパッド領域212とダミー領域214に区画される。パッド領域212は第1パッド152が露出するように開放された領域をいい、ダミー領域214はパッド領域212の周縁に沿って形成され、基板部100の一面の回路パターン104をカバーする領域をいう。
【0028】
図6は、図5のA−A'線に沿って切断した部分の断面図である。図6に示すように、パッド領域212の第1ソルダーレジスト層210は、第1パッド152上にハンダボール52が載置される場合、ハンダボール52の側面を支持するために一定の厚さt1を有することができる。
【0029】
一方、ダミー領域214の第1ソルダーレジスト層210の厚さt2は、基板部100の一面に形成される回路パターン104をカバーして保護する機能を行い、パッド領域212の第1ソルダーレジスト層210の厚さt1に比べて薄く形成されてもよい。
【0030】
図7は、図5のB−B'線に沿って切断した部分の断面図である。図7に示すように、ダミー領域214の第1ソルダーレジスト層210は、基板部100の一面の回路パターン104が露出しないように基板部100の一面をカバーする機能を行うことができる。
【0031】
したがって、上述したパッケージ基板1000の全体的な構造を見ると、第1パッド152は半導体チップ50のサイズを考慮して 基板部100の中央に集中して形成されることができる。半導体チップ50と結合するハンダボール52はメイン基板と結合するハンダボールより小さくてもよく、これにより、一つの第1パッド152の面積も一つの第2パッド154の面積より小さくてもよい。
【0032】
また、第1パッド152は基板部100の一面の中央に集中して形成されるが、第2パッド154は基板部100の他面全体に亘って形成されるため、第1パッド152の面積全体の和は第2パッド154の面積全体の和より小さくてもよい。
【0033】
一方、回路パターン104と第1パッド152及び第2パッド154は銅を含むことができ、絶縁層102、第1ソルダーレジスト層210、及び第2ソルダーレジスト層220はポリマーを含むことができる。つまり、基板部100一面におけるポリマー中の銅占有率は、基板部100他面におけるポリマー中の銅占有率より小さくなってもよい。
【0034】
パッケージ基板1000の全体構成を単数化すると、銅とポリマーの組み合わせで形成されると見ることができ、このような構造体は上下の熱膨張係数が異なることから、反りが発生し得る。
【0035】
ここで、ダミー領域214の厚さをパッド領域212の厚さより薄く形成して、パッケージ基板1000の一面におけるポリマー量を低減することにより、パッケージ基板1000における上下のポリマー中の銅占有率の差を小さくすることができる。したがって、パッケージ基板1000における上下の熱膨張係数の差を低減することにより、パッケージ基板1000の反りを防止することができる。
【0036】
一方、第1ソルダーレジスト層210と第2ソルダーレジスト層220は、基板部100の両面に同時に積層可能であり、その後、第1ソルダーレジスト層210のダミー領域214はレーザー加工や、グラインディング(grinding)などの追加工程により、第1ソルダーレジスト層210のパッド領域212を除いた部分、すなわちダミー領域214の第1ソルダーレジスト層210の一部を除去して形成することができる。
【0037】
一方、別途の追加工程を施さなくてもよい第1ソルダーレジスト層210のパッド領域212の厚さは、第2ソルダーレジスト層220の厚さと同じであることができる。
【0038】
上述したように、本発明の一実施例によるパッケージ基板1000は、基板部100の回路パターン104や、第1パッド152または第2パッド154の構造を変更することなく、ダミー領域214の第1ソルダーレジスト層210の一部を除去することにより、パッケージ基板1000における上下の熱膨張係数の差を低減して反りを防止することができる。
【0039】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【0040】
50 半導体チップ
100 基板部
210 第1ソルダーレジスト層
212 パッド領域
214 ダミー領域
220 第2ソルダーレジスト層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一面に半導体チップが実装され、他面がメイン基板に実装されるパッケージ基板であって、
基板部と、
前記半導体チップと電気的に接続するように、前記基板部の一面に形成される第1パッドと、
前記第1パッドが形成される領域に対応するパッド領域及びダミー領域に区画され、前記第1パッドを覆わないように前記基板部の一面に形成される第1ソルダーレジスト層と、を含み、
前記ダミー領域は前記パッド領域よりも薄いことを特徴とするパッケージ基板。
【請求項2】
前記メイン基板と電気的に接続するように、前記基板部の他面に形成される第2パッドと、
前記第2パッドが露出するように、前記基板部の他面に形成される第2ソルダーレジスト層と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のパッケージ基板。
【請求項3】
前記第1ソルダーレジスト層の前記パッド領域と前記第2ソルダーレジスト層とは、同じ厚さを有することを特徴とする請求項2に記載のパッケージ基板。
【請求項4】
前記ダミー領域が、前記パッド領域の周縁に沿って形成されることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のパッケージ基板。
【請求項5】
前記第1パッドの面積の和が、前記第2パッドの面積の和より小さいことを特徴とする請求項2または3に記載のパッケージ基板。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−141284(P2010−141284A)
【公開日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−145867(P2009−145867)
【出願日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)