説明

半導体パッケージ及びこれの製造方法

【課題】薄くすることができ、製造過程での撓みを抑制できる半導体パッケージ及びこれの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体パッケージ100は、第1及び第2開口部121,122を有する絶縁体120と、第1開口部121内に配置された能動素子140と、第2開口部122内に配置された受動素子130と、絶縁体120の下部に配置されて、受動素子130の下部を覆う保護部材110と、絶縁体120上に配置されて、能動素子140と電気的に接続されたビルドアップ層150と、ビルドアップ層150と電気的に接続された外部接続手段180とを含むことができる。能動素子140の下面には、放熱部材300を付着させてもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体パッケージ及びこれの製造方法に関するものであり、具体的には、コアレス(coreless)半導体パッケージ及びこれの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、電子製品は小型化、軽量化される傾向にあり、それに備えられる半導体素子部品も小型化及び薄型化される傾向にある。このような技術傾向に対応するために、半導体素子をパッケージ基板に実装する半導体パッケージの技術に対する関心が高くなっている。
【0003】
このような半導体パッケージは、パッケージ基板、パッケージ基板の上面にバンプボールを介して実装された半導体チップ、半導体チップを密封するモールディング部材、および、パッケージ基板の下面に配置されて、半導体チップと外部回路部、例えばメインボード基板とを互いに電気的に連結するためのソルダボールを含むことができる。
【0004】
最近では、電子機器が高性能化及び小型化されることによって、パッケージ基板に実装される半導体チップの数が増加しており、これにより、パッケージ基板の回路の複雑度及び密集度も増しており、回路の小型化に対する要求も増している。
【0005】
このために、パッケージ基板としては、コア層を中心に両面に配置された多層の回路層を備えているものがある。このように、パッケージ基板が多層の回路層を備えている場合、配線密度を増加させることができる。
【0006】
しかし、パッケージ基板の多層の回路層には、厚いコア層の両面にそれぞれビルドアップ方式で形成することによって、パッケージ基板の厚さが厚くなるという問題点だけでなく、これにより、半導体チップと外部回路部との間の信号伝逹速度が低下するという問題点があった。
【0007】
また、多層の回路層を形成する工程でパッケージ基板の撓みのような変形が惹起されることがある。このような、パッケージ基板の撓みの問題は、半導体チップとパッケージ基板との間の接合不良、またはパッケージ基板とメインボード基板間の接合不良を引き起こすことがあり、半導体パッケージの信頼性を低下させるだけでなく、量産性を低下させる要因になることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
したがって、本発明は、従来の半導体パッケージで発生することがある蒸気のような問題を解決するために創案されたものであり、コアレス半導体パッケージ及びこれの製造方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の目的は、半導体パッケージを提供することにある。この半導体パッケージは、第1及び第2開口部を有する絶縁体と、第1開口部内に配置された能動素子と、第2開口部内に配置された受動素子と、絶縁体の下部に配置されて、受動素子の下部を覆う保護部材と、絶縁体上に配置されて、能動素子と電気的に接続されたビルドアップ層と、ビルドアップ層と電気的に接続された外部接続手段と、を含むことができる。
【0010】
ここで、保護部材は、能動素子の下面を覆うものとすることができる。
【0011】
また、保護部材は、第1開口部と対応するように配置されて、能動素子の下面を露出させる貫通部を備えることができる。
【0012】
また、半導体パッケージは、能動素子の下面に付着した放熱部材をさらに含むことができる。
【0013】
また、半導体パッケージは、能動素子の下面を含む保護部材の下面に配置された放熱部材をさらに含むことができる。
【0014】
また、貫通部を形成している保護部材のエッチング面は、能動素子の側面と向い合うものとすることができる。
【0015】
また、絶縁体の下面と能動素子の下面は、同一平面上に配置することができる。
【0016】
また、ビルドアップ層を多層に形成し、各ビルドアップ層に備えられた、層間接続のためのビアを一列に積層するようにすることができる。
【0017】
本発明の他の目的は、半導体パッケージの製造方法を提供することにある。この製造方法は、キャリア基板を準備する段階と、キャリア基板の両面に第1及び第2開口部を備える絶縁体をそれぞれ積層する段階と、第1開口部と対応する位置でキャリア基板の両面に配置された能動素子と、第2開口部と対応する位置でキャリア基板の両面に配置された受動素子と、能動素子と電気的に連結されている少なくとも一層以上のビルドアップ層を含む半導体パッケージをそれぞれ形成する段階と、キャリア基板から半導体パッケージを分離して、受動素子を含む半導体パッケージの下部に保護部材を形成する段階と、及び半導体パッケージ上に外部接続手段を形成する段階と、を含むことができる。
【0018】
ここで、キャリア基板は、支持層と支持層の両面にそれぞれ配置された離型層と離型層上に配置された接着層を含むことができる。
【0019】
また、キャリア基板から半導体パッケージを分離して、受動素子を含む半導体パッケージの下部に保護部材を形成する段階は、離型層から分離されて、半導体パッケージの下部面に配置されている接着層を除去する段階と、半導体パッケージの下部面に保護部材を形成する段階を含むことができる。
【0020】
また、キャリア基板から半導体パッケージを分離して、受動素子を含む半導体パッケージの下部に保護部材を形成する段階は、離型層から分離されて、半導体パッケージの下部面に配置されている接着層を残存させて、保護部材として利用するものとすることができる。
【0021】
また、接着層は、金属薄膜または絶縁フィルムを含むことができる。
【0022】
また、この製造方法は、保護部材に能動素子の下面を露出させる貫通部を形成する段階をさらに含むことができる。
【0023】
また、この製造方法は、能動素子の下面に放熱部材を付着させる段階をさらに含むことができる。
【0024】
また、ビルドアップ層を多層に形成して、各ビルドアップ層に備えられた、層間接続のためのビアを一列に積層されるように形成することができる。
【0025】
また、この製造方法は、キャリア基板の両面にそれぞれ半導体パッケージを形成する段階で、ビルドアップ層上にソルダレジスト層を形成する段階をさらに含むことができる。
【0026】
本発明のさらに他の目的は、半導体パッケージの他の製造方法を提供することにある。この製造方法は、キャリア基板を準備する段階と、キャリア基板の両面に貫通部を備える保護部材と保護部材上に配置されて、第1及び第2開口部を含んだ絶縁体を形成する段階と、第1開口部と対応する位置でキャリア基板の両面に配置された能動素子と第2開口部と対応する位置でキャリア基板の両面に配置された受動素子と能動素子と電気的に連結される少なくとも一層以上のビルドアップ層を含む半導体パッケージをそれぞれ形成する段階と、キャリア基板から保護部材を含んだ半導体パッケージを分離する段階と、半導体パッケージ上に外部接続手段を形成する段階と、を含むことができる。
【0027】
ここで、絶縁体と保護部材を形成する段階は、貫通部を備えた保護部材をキャリア基板の両面にそれぞれ形成する段階と、各保護部材上に貫通部と対応する第1開口部と第1開口部の周辺に配置された第2開口部を備えた絶縁体をそれぞれ積層する段階と、を含むことができる。
【0028】
また、キャリア基板は、支持層と支持層の両面にそれぞれ配置された離型層と各離型層上に配置された接着層を含むことができる。
【0029】
また、キャリア基板から半導体パッケージを分離する段階で、離型層から分離された接着層は、能動素子と接触して、半導体パッケージの下面に配置され、放熱部材として使用するものとすることができる。
【0030】
また、キャリア基板から半導体パッケージを分離する段階で、離型層から分離され、能動素子と接触して、半導体パッケージの下面に配置されている接着層を除去する段階を含むことができる。
【0031】
また、この製造方法は、半導体パッケージを分離する段階以後に、貫通部によって露出された能動素子上に放熱部材を付着させる段階をさらに含むことができる。
【0032】
また、接着層は、金属薄膜または絶縁フィルムを含むものとすることができる。
【0033】
また、ビルドアップ層を多層に形成して、各ビルドアップ層に備えられた、層間接続のためのビアを一列に積層されるように形成することができる。
【0034】
また、この製造方法は、キャリア基板の両面にそれぞれ半導体パッケージを形成する段階で、ビルドアップ層上にソルダレジスト層を形成する段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【0035】
本発明の半導体パッケージは、コアを備えないコアレスパッケージ基板として形成することにより、パッケージ基板の厚さを減らすことができ、これと共に半導体パッケージの信号伝逹速度を向上させることができる。
【0036】
また、本発明の半導体パッケージは、キャリア基板の両面でそれぞれ半導体パッケージを製造することによって、製造工程中に発生するパッケージ基板の撓みの問題を改善すると同時に生産性を向上させることができる。
【0037】
また、本発明の半導体パッケージは、内部に受動素子及び能動素子を内蔵しており、それによって、半導体パッケージの剛性を向上させることができる。
【0038】
また、半導体パッケージの下面に保護部材を備えて、そうでなければ外部に露出する場合がある受動素子を保護することができ、半導体パッケージの信頼性を確保することができる。
【0039】
また、半導体パッケージを製造するためのキャリア基板の一部である接着層を半導体パッケージの保護部材または放熱部材として利用することもでき、それによって、工程を単純化させることができ、工程費用も減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の第1実施例による半導体パッケージの断面図である。
【図2】本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図3】同じく、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図4】同じく、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図5】同じく、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図6】同じく、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図7】同じく、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図8】同じく、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図9】同じく、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図10】本発明の第2実施例による半導体パッケージの断面図である。
【図11】本発明の第2実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【図12】同じく、本発明の第2実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【図13】本発明の第3実施例による半導体パッケージの断面図である。
【図14】本発明の第3実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【図15】同じく、本発明の第3実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【図16】同じく、本発明の第3実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【図17】本発明の第4実施例による半導体パッケージの断面図である。
【図18】本発明の第4実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【図19】同じく、本発明の第4実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【図20】同じく、本発明の第4実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
以下、本発明の実施例を、半導体パッケージの図面を参照して詳細に説明する。以下に示す実施例は、当業者に本発明の思想が充分に伝達されるようにするための例として提供されるものである。よって、本発明は、以下に説明される実施例に限定されることはなく、他の形態で実現することもできる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜のために誇張して表現することがある。明細書全体にわたって同一の参照番号は同一の構成要素を示している。
【0042】
図1は、本発明の第1実施例による半導体パッケージの断面図である。
【0043】
図1を参照すると、本発明の第1実施例による半導体パッケージ100は、保護部材110、絶縁体120、能動素子140、受動素子130、ビルドアップ層150及び外部接続手段180を含むことができる。
【0044】
保護部材110は、絶縁物質で構成することができる。例えば、保護部材110は、ソルダレジストで構成することができる。
【0045】
絶縁体120は、保護部材110上に配置されている。絶縁体120は、絶縁材質として、例えば、PPG(プリプレグ;Prepreg)やABF(Ajinomoto build−up film)で構成することができる。絶縁体120は、貫通した第1及び第2開口部121,122を備えることができる。これにより、第1開口部121と第2開口部122によって、絶縁体120から保護部材110を露出させることができる。
【0046】
能動素子140は、第1開口部121によって露出された保護部材100上に配置することができる。すなわち、保護部材110は、能動素子140の下面を覆うように形成することができる。これによって、絶縁体120の下面と能動素子140の下面を、同一平面上に配置することができる。また、能動素子140は、例えば、半導体素子として、ダイオード及びトランジスターなどであってよいが、本発明はこれに限定されるものではない。これに加えて、能動素子140の上部に、後述するビルドアップ層150と電気的に接触されるコンタクトパッド141を配置することができる。
【0047】
受動素子130は、第2開口部122によって露出された保護部材100上に配置することができる。すなわち、保護部材110は受動素子130の下面を覆うように形成することができ、受動素子130を外部環境から保護することができる。また、受動素子130は、例えば、MLCC、抵抗及びインダクター等であってよいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0048】
これに加えて、図面には示していないが、絶縁体120の内部に回路が内蔵されていてもよい。ここで、この回路は受動素子130と電気的に連結することもできる。この時、この回路の一部が絶縁体120の下部に露出されていてもよい。この時、保護部材110は、露出された回路を覆い、回路を外部から保護することができる。
【0049】
ビルドアップ層150は、能動素子140を含んだ絶縁体120上に配置されている。この時、ビルドアップ層150は、能動素子140と外部回路部、例えばメインボード基板とを互いに電気的に連結する役割をすることができる。
【0050】
ビルドアップ層150は、絶縁層151、絶縁層151を貫通して層間接続をしているビア152及びビア152と電気的に連結されて、絶縁層151上に配置されている回路層153を含むことができる。ここで、ビルドアップ層150は少なくとも1層以上の多層に構成することができる。この時、多層のビルドアップ層150の層間接続のためのビア152は一列に積層されるように形成することができる。これによって、能動素子140から外部回路部であるメインボード基板間の電気的移動通路を短縮することができるだけでなく、別途の接続手段、例えばバンプを用いることなく直接的に電気的に連結することによって、能動素子140とメインボード基板間の信号伝逹速度を高めることができる。
【0051】
これに加えて、多層のビルドアップ層150のうち最上層のビルドアップ層は、メインボード基板と電気的に接続するためのパッド160を備えることができる。
【0052】
また、ビルドアップ層150上にパッド160を露出させるソルダレジスト層170が配置され、それによって、最外層の回路層を外部から保護して、パッド160と後述される外部接続手段180間のショート不良を防止することができる。
【0053】
また、ソルダレジスト層170から露出されたパッド160と電気的に接続された外部接続手段180、例えば、ソルダボールが配置されている。ここで、外部接続手段180によって、半導体パッケージとメインボード基板を互いに電気的に連結させることができる。
【0054】
本発明の実施例における半導体パッケージは、コアを備えないコアレスパッケージ基板としてパッケージ基板の厚さを減らすことができ、信号伝達速度を高めることができる。
【0055】
また、この半導体パッケージでは、層間接続のためのビアを一列に積層することによって、信号伝達速度をさらに高めることができる。
【0056】
また、この半導体パッケージは、受動素子及び能動素子をパッケージ基板の内部に内蔵しており、それによって、半導体パッケージの剛性を向上させることができる。
【0057】
また、半導体パッケージは下部に保護部材を備えることで、そうでなければ外部に露出することがある受動素子や回路を保護することができ、半導体パッケージの信頼性を確保することができる。
【0058】
以下、図2から図9を参照して、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法をさらに詳細に説明する。
【0059】
図2から図9は、本発明の第1実施例による半導体パッケージの製造方法を説明するために示した断面図である。
【0060】
図2を参照すると、本発明の第1実施例による半導体パッケージを製造するために、先ず、キャリア基板200の両面にそれぞれ絶縁体120を配置する。
【0061】
キャリア基板200は、支持層210、支持層210の両面にそれぞれ配置された離型層220及び各離型層220上に配置された接着層230を含むことができる。
【0062】
支持層210は、キャリア基板200自身を支持することができる材質、例えばプラスチックまたは金属で構成することができる。
【0063】
離型層220は、支持層210の両面にそれぞれ配置することができる。離型層220は接着層230から容易に分離することができる材料として、異形フィルムで構成することができる。ここで、離型層220は支持層210のエッジを露出させるように支持層210上に配置することができる。
【0064】
接着層230は、離型層220を含んだ支持層210の両面にそれぞれ配置することができる。接着層230は、支持層210を完全に覆うように配置し、離型層220から露出した支持層210のエッジ上にも配置することができる。
【0065】
接着層230は、絶縁フィルムまたは金属薄膜、例えば、銅薄膜で構成することができる。
【0066】
接着層230から離型層220を分離するために、離型層220と支持層210との間の接着力は離型層220と接着層230との間の接着力より大きくすることができる。この時、離型層220は支持層210のエッジと接着層230との接着によってキャリア基板200に固定することができる。これによって、支持層210のエッジを切断する際に、離型層220から接着層230を分離することができる。
【0067】
絶縁体120は、自身を貫通する第1及び第2開口部121,122を備えることができる。ここで、絶縁体120の第1及び第2開口部121,122は一般的な加工、例えばパンチング加工、レーザー加工及びウォータージェット(water−jet)加工などによって形成することができる。
【0068】
また、絶縁体120に使用する材料は、例えば、PPG(Prepreg)やABF(Ajinomoto build−up film)とすることができる。
【0069】
図3を参照すると、キャリア基板200の両面にそれぞれ絶縁体120を積層する。この時、絶縁パターン120の開口部121は、キャリア基板200、特に接着層230を露出させることができる。
【0070】
図4を参照すると、絶縁体120から露出された、即ち、第1開口部121と対応した領域でキャリア基板200の両面にそれぞれ能動素子140を実装する。ここで、能動素子140の実装は、キャリア基板200の両面にそれぞれ塗布された接着層によって行うことができる。この時、能動素子140の上面にそれぞれコンタクトパッド141を配置することができる。能動素子140は、例えば、ダイオード及びトランジスターなどとすることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0071】
能動素子140の実装と共に第2開口部122と対応したキャリア基板200の両面にそれぞれ受動素子130を実装する。受動素子130としては、例えば、MLCC、抵抗及びインダクターを内蔵することができるが、本発明における受動素子130の種類はこれに限定されるものではない。
【0072】
これに加えて、絶縁体120の内部に回路をさらに内蔵することができる。
【0073】
図5を参照すると、能動素子140を含んだキャリア基板200の両面に能動素子140と電気的に連結される少なくとも一層以上のビルドアップ層150をそれぞれ形成する。
【0074】
ビルドアップ層150を形成するために、能動素子140を含んだキャリア基板200の両面にそれぞれ絶縁層151を形成する。ここで、絶縁層151を構成する材質は、例えば、エポキシ樹脂とすることができる。しかし、本発明の絶縁層151の材質はこれに限定されるものではない。
【0075】
その後、絶縁層151にレーザー加工、CNCドリルまたはフォトリソグラフィ工程を利用して、能動素子140のコンタクトパッド141を露出させるビアホール(via hole)を形成する。
【0076】
その後、ビアホールを含む各絶縁層151に無電解めっき及び電解めっきを施して銅箔を形成した後、銅箔をエッチングしてコンタクトパッド141と電気的に連結されたビア152と回路層153を形成することができる。これで、絶縁層151及び絶縁層151を貫通してコンタクトパッド141と電気的に接続されたビア152及び回路層153を含んだビルドアップ層150をキャリア基板200の両面にそれぞれ形成することができる。
【0077】
本発明の実施例では、ビア151は、無電解めっき及び電解めっきを形成する工程で形成するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ビア151は別にビアホール内部に導電性ペーストを充填して形成することもできる。
【0078】
ここで、ビルドアップ層150を反復的に形成して、キャリア基板200の両面上にそれぞれ多層のビルドアップ層150を形成することができる。
【0079】
この時、各ビルドアップ層150に備えられたビア151は、一列に配置されるように積層させることができる。これによって、パッケージ基板内での層間接続のための電気移動路を短くすることができ、半導体パッケージの信号伝達速度を高めることができる。これは、パッケージ基板がコアレス基板であるために可能である。すなわち、従来のコアを備えたパッケージ基板は、層間接続のためには、コアを貫通するPTH(plated through hole)を備えることになり、結局、従来のパッケージ基板は、層間接続のために積層されたビア間にPTHを備えることになるので、本発明のように、層間接続のためにビアのみを一列に積層させた構成とすることはできなかった。
【0080】
また、キャリア基板200の両面でそれぞれビルドアップ層150を形成することによって、ビルドアップ層150を形成するビルドアップ工程で生じる収縮がキャリア基板200の両面で互いに相反するように作用することによって、ビルドアップ工程でパッケージ基板が撓むのを防止することができる。
【0081】
これに加えて、多層のビルドアップ層150のうち最上層のビルドアップ層には、メインボード基板と電気的に接続するためのパッド160を形成することができる。
【0082】
その後、パッド160を含む最上層のビルドアップ層150をそれぞれ覆うソルダレジスト層170を形成することができる。
【0083】
これによって、キャリア基板200の両面に能動素子140を含んだ絶縁体120と絶縁体120上に配置されたビルドアップ層150を含む半導体パッケージ100をそれぞれ形成することができる。
【0084】
図6を参照すると、キャリア基板200のラウティング線(RL)によって、図7のようにキャリア基板200にラウティング工程を実行する。ここで、ラウティング工程でキャリア基板200のエッジ部分、すなわち、接着層230と支持層210が互いに接着している部分が切断されることによって、離型層220と接着層230が、自然に分離されるようにすることができる。これによって、キャリア基板200から半導体パッケージ100を容易に分離することができる。
【0085】
図8を参照すると、キャリア基板200から分離した半導体パッケージ100の下部には、接着層230を残存させることができる。ここで、接着層230が絶縁フィルムによって形成されている場合、接着層230を残存させて保護部材110として利用することもできる。
【0086】
しかし、接着層230が金属薄膜によって形成されている場合、図9におけるように、接着層230を除去した後、半導体パッケージ100の下部に絶縁材質で構成された保護部材110を別に形成することができる。ここで、保護部材110は、ソルダレジストを塗布して形成することができる。
【0087】
これによって、保護部材110は、そうでなければ外部に露出される場合がある受動素子130の下面や回路を保護することができる。
【0088】
その後、ソルダレジスト層170に露光及び現像工程を施して、半導体パッケージ100のパッド160を露出させる。その後、パッド160と電気的に連結された、外部回路部、例えばメインボード基板との接続のための外部接続手段180、例えば、ソルダボールを半導体パッケージ100に形成する。
【0089】
したがって、本発明の第1実施例のように、キャリア基板の各一側面上にそれぞれ半導体パッケージを形成することによって、形成工程で発生することがある半導体パッケージ基板の撓みを防止することができる。
【0090】
また、一度の工程で少なくとも2個の半導体パッケージを製造することができ、それによって生産性を向上させることができる。
【0091】
以下、図10を参照して、本発明の第2実施例による半導体パッケージを説明する。ここで、第2実施例は、保護部材及び放熱部材を除いて前で説明した第1実施例による半導体パッケージと同一な構成を有することができる。したがって、第2実施例では、第1実施例と重複する説明は省略する。
【0092】
図10は、本発明の第2実施例による半導体パッケージの断面図である。
【0093】
図10を参照すると、本発明の第2実施例による半導体パッケージは、第1及び第2開口部121,122を有する絶縁体120、第1開口部121内に配置された能動素子140、第2開口部122内に配置された受動素子130、受動素子130の下部を覆い、絶縁体120の下部に配置された保護部材110、絶縁体120上に配置されて能動素子140と電気的に接続されたビルドアップ層150及びビルドアップ層150と電気的に接続された外部接続手段180を含むことができる。
【0094】
ここで、保護部材110は、絶縁体120の第1開口部121と対応した貫通部111を備えることができる。これによって、能動素子140の下面を、貫通部111によって外部に露出させることができる。これによって、能動素子140から発生した熱を外部に放出させることができる。
【0095】
これに加えて、貫通部111によって露出された能動素子140の下部に放熱部材300を付着させることができる。放熱部材300は、能動素子140から発生した熱をさらに効果的に外部に放出させることで、半導体パッケージの信頼性を確保することができる。
【0096】
以下、図11及び図12を参照して、本発明の第2実施例による半導体パッケージの製造方法を説明する。ここで、第2実施例による半導体パッケージは、保護部材及び放熱部材を形成することを除いて、前に説明した第1実施例による半導体パッケージの製造方法によって製造することができるので、第1実施例による半導体パッケージの製造工程と重複する説明は省略する。
【0097】
図11及び図12は、本発明の第2実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【0098】
図11を参照すると、キャリア基板(図2の200)の両面にそれぞれ半導体パッケージ100を製造した後、キャリア基板200から半導体パッケージ100を分離する。
【0099】
その後、半導体パッケージ100の下部に保護部材110を形成する。ここで、保護部材110としては、キャリア基板200から半導体パッケージ100を分離する過程で半導体パッケージ100の下面に残存するキャリア基板200の接着層(図2の230)を利用することができる。
【0100】
または、接着層230を除去した後、半導体パッケージ100の下部に別に保護部材110を形成することもできる。
【0101】
図12を参照すると、半導体パッケージ100上に配置されたソルダレジスト層170に露光及び現像工程を施して、半導体パッケージ100のパッド160を露出させる。以後、パッド160と電気的に連結された、外部回路部、例えば、メインボード基板との接続のための外部接続手段180、例えばソルダボールを半導体パッケージ100に形成する。
【0102】
その後、保護部材110に露光及び現像工程を施して、能動素子140の下面を露出させる貫通部111を形成することができる。これによって、能動素子140は外部に露出されて、能動素子140からの熱を効果的に外部に放出することができる。
【0103】
これに加えて、露出された能動素子140の下面に別途の放熱部材300をさらに付着させることができる。これによって、半導体パッケージ100は、能動素子140からの熱をさらに効果的に放出することができる。
【0104】
以下、図13を参照して、本発明の第3実施例による半導体パッケージを説明する。ここで、第3実施例は、保護部材を除いて前で説明した第1実施例による半導体パッケージと同一な構成を有することができる。したがって、第3実施例では、第1実施例と重複する説明は省略する。
【0105】
図13は、本発明の第3実施例による半導体パッケージの断面図である。
【0106】
図13を参照すると、本発明の第3実施例による半導体パッケージは、第1及び第2開口部121,122を有する絶縁体120、第1開口部121内に配置された能動素子140、第2開口部122内に配置された受動素子130、受動素子130の下部を覆い、絶縁体120の下部に配置された保護部材110、絶縁体120上に配置されて、能動素子140と電気的に接続されたビルドアップ層150及びビルドアップ層150と電気的に接続された外部接続手段180を含むことができる。
【0107】
ここで、保護部材110は、自身を貫通する貫通部111を備えることができる。この時、貫通部111は第1開口部121と対応するように配置することができる。これにより、貫通部111によって、能動素子140の下部を外部に露出させることができる。
【0108】
また、貫通部111のエッチング面112を、能動素子140の側面に向かい合うように配置することができる。これによって、保護部材110の下面と能動素子140の下面を互いに同一平面上に配置することができる。これは、製造工程において、キャリア基板の両面にそれぞれ貫通部111を備えた保護部材110と第1及び第2開口部121,122を備えた絶縁体120を積層させた後、能動素子を実装する後続工程が行われるからである。これについては詳細に後述する。
【0109】
これに加えて、半導体パッケージ100は、貫通部111によって露出された能動素子140と接触している接着層430をさらに含むことができる。ここで、接着層430は、能動素子140から発生した熱を外部に放出する放熱部材の役割をすることができる。この時、接着層430、すなわち、放熱部材は保護部材110の下面まで延長されるように配置することができる。
【0110】
以下、図14から図16を参照して、本発明の第3実施例による半導体パッケージの製造方法を説明する。ここで、第3実施例による半導体パッケージは、保護部材を形成することを除いて前に説明した第1実施例による半導体パッケージの製造方法によって製造されるので、第1実施例による半導体パッケージの製造工程と重複する説明は省略する。
【0111】
図14から図16は、本発明の第3実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図である。
【0112】
図14を参照すれば、キャリア基板400の両面にそれぞれ保護部材110と絶縁体120を形成する。ここで、キャリア基板400は、支持層410、支持層410の両面にそれぞれ配置された離型層420、各離型層420上に配置された接着層430を含むことができる。
【0113】
キャリア基板400の両面に貫通部111を備えた保護部材110を形成する。ここで、保護部材110を形成するために、キャリア基板400の両面に保護層を形成した後、保護層に露光及び現像工程を施して貫通部111を形成することができる。この時、保護層を形成する材料は、例えば、ソルダレジストとすることができる。保護部材110の形成の他の例として、保護部材に一般的な加工工程、例えば、パンチング加工、レーザー加工またはウォータージェット(water−jet)加工を施して貫通部を形成した後、それをキャリア基板400の両面に積層させることもできる。
【0114】
その後、各保護部材110上に第1及び第2開口部121,122を有する絶縁体120を積層する。この時、第1開口部121と貫通部111は、互いに対応するように保護部材110上に絶縁体120を積層する。これによって、第1開口部121と貫通部111によってキャリア基板400を外部に露出させることができる。一方、第2開口部122によって保護部材110を外部に露出させることができる。
【0115】
ここで、絶縁体120の第1及び第2開口部121,122は一般的な加工、例えばパンチング加工、レーザー加工及びウォータージェット(water−jet)加工などによって形成することができる。また、絶縁体120として使用する材料は、例えば、PPG(Prepreg)やABF(Ajinomoto build−up film)とすることがある。
【0116】
図15を参照すると、第1開口部121と貫通部111によって露出されたキャリア基板400の両面にそれぞれ能動素子140を実装する。また、第2開口部121によって露出された保護部材110上に受動素子130を実装する。
【0117】
その後、絶縁体120上に能動素子140と電気的に連結されたビルドアップ層150を形成する。
【0118】
その後、ビルドアップ層150上にソルダレジスト層170を形成した後、ラウンティング線(RL)に沿ってキャリア基板400のエッジを切断し、それによって、図16におけるように、キャリア基板400から半導体パッケージ100を分離することができる。この時、半導体パッケージ100の下面にキャリア基板400の接着層430を残存させることができる。接着層430は、貫通部111によって露出された能動素子140と接触し、保護部材110の下面に配置することができる。ここで、キャリア基板400の接着層430は、熱伝導率が大きい金属薄膜、例えば、Cuホイルで構成することができる。これによって、半導体パッケージ100の下部に残存した接着層430は、能動素子140から発生した熱を外部に放出するための放熱部材の役割を果たすことができる。
【0119】
その後、ソルダレジスト層170に露光及び現像工程を施して、半導体パッケージ100のパッド160を露出させた後、パッド160と電気的に連結された、外部回路部、例えばメインボード基板との接続のための外部接続手段180、例えばソルダボールを半導体パッケージ100に形成する。
【0120】
したがって、本実施例によれば、半導体パッケージを形成するためのキャリア基板の一部である接着層を半導体パッケージの放熱部材として利用することができ、工程を単純化させることができるだけでなく、工程費用を節減することができる。
【0121】
以下、図17を参照して、本発明の第4実施例による半導体パッケージを説明する。ここで、第4実施例は、保護部材を除いて前で説明した第2実施例による半導体パッケージと同一な構成を有することができる。したがって、第4実施例では、第2実施例と重複する説明は省略する。
【0122】
図17は、本発明の第4実施例による半導体パッケージの断面図である。
【0123】
図17を参照すると、本発明の第4実施例による半導体パッケージは、第1及び第2開口部121,122を有する絶縁体120、第1開口部121内に配置された能動素子140、第2開口部122内に配置された受動素子130、受動素子130の下部を覆い、絶縁体120の下部に配置された保護部材110、絶縁体120上に配置されて能動素子140と電気的に接続されたビルドアップ層150及びビルドアップ層150と電気的に接続された外部接続手段180を含むことができる。
【0124】
ここで、保護部材110は、第1開口部121から延長されるように延びている貫通部111を備えることができる。この時、能動素子140の下面は貫通部111によって露出させることができ、能動素子140は、外部に効果的に熱を放出することができる。
【0125】
これに加えて、外部に露出した能動素子140の下部に放熱部材300を付着させて、能動素子140からの熱を外部にさらに効果的に放出することができる。
【0126】
以下、図18から図20を参照して、本発明の第4実施例による半導体パッケージの製造方法を説明する。ここで、第4実施例による半導体パッケージは、保護部材を形成することを除いて前に説明した第2実施例による半導体パッケージの製造方法によって製造することができるので、第2実施例による半導体パッケージの製造工程と重複する説明は省略する。
【0127】
図18から図20は、本発明の第4実施例による半導体パッケージの製造工程を説明するための断面図らである。
【0128】
図18を参照すると、キャリア基板(図14の400)の両面にそれぞれ半導体パッケージ100を形成した後、キャリア基板400から半導体パッケージ100を分離する。
【0129】
ここで、キャリア基板400から半導体パッケージ100を分離する過程で半導体パッケージ100の下面にキャリア基板400の接着層(図14の430)を残存させることができる。この時、接着層430は絶縁フィルムまたは金属薄膜とすることができる。
【0130】
図19を参照すると、接着層430を半導体パッケージ100から除去する。ここで、接着層430は湿式工程または乾式工程によって除去することができる。この時、接着層430を除去する工程で、保護部材110は絶縁体120から露出した受動素子130または回路を保護する役割をすることができる。
【0131】
図20を参照すると、半導体パッケージ100に形成されたソルダレジスト層170に露光及び現像工程を施して、半導体パッケージ100のパッド160を露出させる。その後、パッド160と電気的に連結された、外部回路部、例えば、メインボード基板との接続のための外部接続手段180、例えば、ソルダボールを半導体パッケージ100に形成する。
【0132】
その後、半導体パッケージ100の下部、すなわち能動素子140の下面に放熱部材300を付着させることで、放熱効果を有する半導体パッケージを形成することができる。
【0133】
したがって、本実施例によれば、キャリア基板の両面にそれぞれ半導体パッケージを製造することで、そうでなければ半導体パッケージを形成する過程で発生する場合があるパッケージ基板が撓むという問題を改善することができる。
【0134】
また、キャリア基板の両面にそれぞれ半導体パッケージを製造することによって、一度の工程で少なくとも2個の半導体パッケージを製造することができ、それによって、生産性を向上させることができる。
【0135】
また、キャリア基板を利用して半導体パッケージを製造することによって、パッケージ基板は、コアを備えなくても良くなるので、半導体パッケージの厚さを減らすことができ、また半導体パッケージの信号伝逹速度を向上させることができる。
【0136】
また、この半導体パッケージは、受動素子及び能動素子が内部に実装されており、それによって、半導体パッケージの剛性を高めることができる。
【0137】
また、この半導体パッケージでは、その下面に保護部材を備えることによって、そうでなければ外部に露出する場合がある受動素子を保護することができ、それによって、半導体パッケージの信頼性を確保することができる。
【0138】
また、半導体パッケージを製造するためのキャリア基板の一部である接着層を半導体パッケージの保護部材または放熱部材として利用することもでき、工程を単純化させることができ、工程費用を減らすことができる。
【符号の説明】
【0139】
100 半導体パッケージ
110 保護部材
120 絶縁体
130 受動素子
140 能動素子
150 ビルドアップ層
160 パッド
170 ソルダレジスト層
180 外部接続手段
200、400 キャリア基板
300 放熱部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1及び第2開口部を有する絶縁体と、
前記第1開口部内に配置された能動素子と、
前記第2開口部内に配置された受動素子と、
前記絶縁体の下部に配置されて、前記受動素子の下部を覆う保護部材と、
前記絶縁体上に配置されて前記能動素子と電気的に接続されたビルドアップ層と、
前記ビルドアップ層と電気的に接続された外部接続手段と、
を含む半導体パッケージ。
【請求項2】
前記保護部材は、前記能動素子の下面を覆っていることを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項3】
前記保護部材は、前記第1開口部と対応するように配置され、前記能動素子の下面を露出させる貫通部を備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項4】
前記能動素子の下面に付着した放熱部材をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体パッケージ。
【請求項5】
前記能動素子の下面を含む前記保護部材の下面に配置された放熱部材をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体パッケージ。
【請求項6】
前記貫通部を形成している前記保護部材のエッチング面は、前記能動素子の側面と向い合っていることを特徴とする請求項3に記載の半導体パッケージ。
【請求項7】
前記絶縁体の下面と前記能動素子の下面は同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項8】
前記ビルドアップ層は多層に形成されており、前記各ビルドアップ層に備えられた、層間接続のためのビアは、一列に積層されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項9】
キャリア基板を準備する段階と、
前記キャリア基板の両面に第1及び第2開口部を備える絶縁体をそれぞれ積層する段階と、
前記第1開口部に対応する位置で前記キャリア基板の両面に配置された能動素子と前記第2開口部に対応する位置で前記キャリア基板の両面に配置された受動素子と前記能動素子と電気的に連結される少なくとも一層以上のビルドアップ層を含む半導体パッケージをそれぞれ形成する段階と、
前記キャリア基板から前記半導体パッケージを分離して、前記受動素子を含む前記半導体パッケージの下部に保護部材を形成する段階と、
前記半導体パッケージ上に外部接続手段を形成する段階と、
を含む半導体パッケージの製造方法。
【請求項10】
前記キャリア基板は、支持層と該支持層の両面にそれぞれ配置された離型層と該離型層上に配置された接着層を含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項11】
前記キャリア基板から前記半導体パッケージを分離して、前記受動素子を含む前記半導体パッケージの下部に前記保護部材を形成する前記段階は、
前記離型層から分離されて前記半導体パッケージの下面に配置されている前記接着層を除去する段階と、
前記半導体パッケージの下面に保護部材を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項12】
前記キャリア基板から前記半導体パッケージを分離して、前記受動素子を含む前記半導体パッケージの下部に前記保護部材を形成する前記段階は、
前記離型層から分離されて前記半導体パッケージの下面に配置されている前記接着層を残存させて、前記保護部材として利用することを特徴とする請求項10に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項13】
前記接着層は、金属薄膜または絶縁フィルムを含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項14】
前記保護部材に前記能動素子の下面を露出させる貫通部を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項15】
前記能動素子の下面に放熱部材を付着させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項16】
前記ビルドアップ層を多層に形成して、前記各ビルドアップ層に備えられる、層間接続のためのビアを一列に積層されるように形成することを特徴とする請求項9に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項17】
前記キャリア基板の両面にそれぞれ前記半導体パッケージを形成する前記段階で、
前記ビルドアップ層上にソルダレジスト層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項18】
キャリア基板を準備する段階と、
前記キャリア基板の両面に貫通部を備える保護部材と該保護部材上に配置されて、第1及び第2開口部を含んだ絶縁体を形成する段階と、
前記第1開口部と対応する位置で前記キャリア基板の両面に配置された能動素子と前記第2開口部と対応する位置で前記キャリア基板の両面に配置された受動素子と前記能動素子と電気的に連結される少なくとも一層以上のビルドアップ層を含む半導体パッケージをそれぞれ形成する段階と、
前記キャリア基板から前記保護部材を含んだ前記半導体パッケージを分離する段階と、
前記半導体パッケージ上に外部接続手段を形成する段階と、
を含む半導体パッケージの製造方法。
【請求項19】
前記絶縁体と前記保護部材を形成する前記段階は、
前記貫通部を備える前記保護部材を前記キャリア基板の両面にそれぞれ形成する段階と、
前記各保護部材上に前記貫通部と対応する前記第1開口部と前記第1開口部の周辺に配置された前記第2開口部を備える絶縁体をそれぞれ積層する段階と、
を含むことを特徴とする請求項18に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項20】
前記キャリア基板は、支持層と該支持層の両面にそれぞれ配置された離型層と該各離型層上に配置された接着層を含むことを特徴とする請求項18に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項21】
前記キャリア基板から前記半導体パッケージを分離する前記段階で、
前記離型層から分離された前記接着層は前記能動素子と接触して前記半導体パッケージの下面に配置され、放熱部材として使用されることを特徴とする請求項20に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項22】
前記キャリア基板から前記半導体パッケージを分離する前記段階で、
前記離型層から分離されて前記能動素子と接触し、前記半導体パッケージの下面に配置されている前記接着層を除去する段階を含むことを特徴とする請求項20に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項23】
前記半導体パッケージを分離する段階以後に、前記貫通部によって露出された前記能動素子上に放熱部材を付着させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項22に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項24】
前記接着層は、金属薄膜または絶縁フィルムを含むことを特徴とする請求項20に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項25】
前記ビルドアップ層を多層に形成して、前記各ビルドアップ層に備えられた、層間接続のためのビアを一列に積層されるように形成することを特徴とする請求項18に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項26】
前記キャリア基板の両面にそれぞれ前記半導体パッケージを形成する前記段階で、
前記ビルドアップ層上にソルダレジスト層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の半導体パッケージの製造方法。

【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【公開番号】特開2011−29585(P2011−29585A)
【公開日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−277816(P2009−277816)
【出願日】平成21年12月7日(2009.12.7)
【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)
【Fターム(参考)】