KR20240177682A - Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package - Google Patents
Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240177682A KR20240177682A KR1020230127040A KR20230127040A KR20240177682A KR 20240177682 A KR20240177682 A KR 20240177682A KR 1020230127040 A KR1020230127040 A KR 1020230127040A KR 20230127040 A KR20230127040 A KR 20230127040A KR 20240177682 A KR20240177682 A KR 20240177682A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- package
- lower package
- substrate
- underfill
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
- H01L25/105—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being integrated devices of class H10
-
- H10W90/00—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
- H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
- H01L23/3128—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3157—Partial encapsulation or coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H10D89/00
- H01L25/0657—Stacked arrangements of devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
- H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices the devices being of the types provided for in two or more different main groups of the same subclass of H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N
-
- H10W74/117—
-
- H10W74/131—
-
- H10W90/701—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/0212—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers
- H01L2224/02122—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/02163—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body on the bonding area
- H01L2224/02175—Flow barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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 main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
- H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being integrated devices of class H10
- H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being integrated devices of class H10 the containers being in a stacked arrangement
- H01L2225/1041—Special adaptations for top connections of the lowermost container, e.g. redistribution layer, integral interposer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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 main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
- H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being integrated devices of class H10
- H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being integrated devices of class H10 the containers being in a stacked arrangement
- H01L2225/1047—Details of electrical connections between containers
- H01L2225/1058—Bump or bump-like electrical connections, e.g. balls, pillars, posts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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 main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
- H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being integrated devices of class H10
- H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same main group of the same subclass of class H10, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being integrated devices of class H10 the containers being in a stacked arrangement
- H01L2225/1047—Details of electrical connections between containers
- H01L2225/107—Indirect electrical connections, e.g. via an interposer, a flexible substrate, using TAB
-
- H10W70/60—
-
- H10W72/987—
-
- H10W90/722—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키지 및 반도체 패키지의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 패키지 상에 패키지가 적층되는 POP(Package On Package) 타입의 적층형 반도체 패키지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor package and a method for manufacturing a semiconductor package, and more specifically, to a POP (Package On Package) type stacked semiconductor package in which packages are stacked on top of each other, and a method for manufacturing the same.
모바일 제품과 같은 전자 부품의 고기능화, 고속화 및 소형화로 인해 반도체 실장 기술의 하나로서 패키지 위에 패키지를 적층하는 방법이 있다. 패키지 온 패키지(Package on package, PoP) 장치에서는, 하부 패키지 상에 솔더 볼들과 같은 도전성 연결 부재들을 매개로 하여 상부 패키지를 실장시킬 수 있다. 상기 패키지를 보드 상에 실장한 후, 열적 스트레스에 의해 상기 도전성 연결 부재들의 조인트 크랙이 발생하여 보드 레벨 신뢰성이 저하되고, 상기 하부 패키지의 프로세서 칩의 열 저항 개선이 요구된다.Due to the advancement, speed, and miniaturization of electronic components such as mobile products, a method of stacking packages on top of packages has become a semiconductor mounting technology. In a package on package (PoP) device, an upper package can be mounted on a lower package via conductive connecting members such as solder balls. After the package is mounted on a board, joint cracks of the conductive connecting members occur due to thermal stress, which deteriorates board level reliability, and improvement in the thermal resistance of the processor chip of the lower package is required.
본 발명의 일 과제는 향상된 보드 레벨 신뢰성을 가지며 향상된 열 방출 특성을 갖는 반도체 패키지를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor package having improved board level reliability and improved heat dissipation characteristics.
본 발명의 다른 과제는 상술한 반도체 패키지를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the semiconductor package described above.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지는 상부면과 직교하며 제1 방향으로 연장하는 제1 하부 패키지 측면 및 상기 제1 하부 패키지 측면과 마주보는 제2 하부 패키지 측면을 구비하는 하부 패키지, 상기 하부 패키지 상에 도전성 연결 부재들을 매개로 적층되며 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 상부 패키지 측면 및 상기 제1 상부 패키지 측면과 마주보는 제2 상부 패키지 측면을 구비하며 상기 제1 상부 패키지 측면은 상기 하부 패키지의 상기 제1 하부 패키지 측면과 서로 동일한 평면 상에 위치하고 상기 제2 상부 패키지 측면은 상기 제2 하부 패키지 측면으로부터 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배치되어 상기 하부 패키지의 상부면 상에 언더필 영역을 정의하는 상부 패키지, 및 상기 하부 패키지의 상부면 상의 상기 언더필 영역으로부터 상기 하부 패키지와 상기 상부 패키지 사이의 공간으로 연장하는 언더필 부재를 포함한다.According to exemplary embodiments for achieving the above object of the present invention, a semiconductor package includes a lower package having a first lower package side surface extending in a first direction perpendicular to an upper surface and a second lower package side surface facing the first lower package side surface, an upper package having a first upper package side surface extending in the first direction and a second upper package side surface facing the first upper package side surface, which are laminated on the lower package via conductive connection members, the first upper package side surface being positioned on the same plane as the first lower package side surface of the lower package and the second upper package side surface being spaced apart from the second lower package side surface by a preset distance, thereby defining an underfill region on the upper surface of the lower package, and an underfill member extending from the underfill region on the upper surface of the lower package into a space between the lower package and the upper package.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지는 제1 평면적을 가지며 상부면과 직교하며 제1 방향으로 연장하는 제1 하부 패키지 측면 및 상기 제1 하부 패키지 측면과 마주보는 제2 하부 패키지 측면을 구비하는 하부 패키지, 상기 하부 패키지 상에 도전성 연결 부재들을 매개로 적층되며 상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 가지며 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 상부 패키지 측면 및 상기 제1 상부 패키지 측면과 마주보는 제2 상부 패키지 측면을 구비하며 중심의 위치가 상기 하부 패키지의 중심에 대하여 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 쉬프트 정렬되어 상기 하부 패키지의 상부면 상에서 상기 제2 상부 패키지 측면과 상기 제2 하부 패키지 측면 사이에 언더필 영역을 정의하는 상부 패키지, 및 상기 하부 패키지의 상부면 상의 상기 언더필 영역으로부터 수평 방향으로 연장하며 상기 하부 패키지와 상기 상부 패키지 사이를 채우는 언더필 부재를 포함한다.According to exemplary embodiments for achieving the above object of the present invention, a semiconductor package includes a lower package having a first lower package side surface having a first planar area and extending in a first direction perpendicular to an upper surface and a second lower package side surface facing the first lower package side surface, an upper package laminated on the lower package via conductive connecting members and having a second planar area smaller than the first planar area and extending in the first direction and a second upper package side surface facing the first upper package side surface, the upper package having a center position shifted and aligned in a second direction perpendicular to the first direction with respect to a center of the lower package to define an underfill area between the second upper package side surface and the second lower package side surface on the upper surface of the lower package, and an underfill member extending in a horizontal direction from the underfill area on the upper surface of the lower package and filling between the lower package and the upper package.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지는 제1 평면적을 가지며, 상부면과 직교하며 제1 방향으로 연장하는 제1 하부 패키지 측면 및 상기 제1 하부 패키지 측면과 마주보는 제2 하부 패키지 측면을 구비하는 하부 패키지; 상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 가지며, 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 상부 패키지 측면 및 상기 제1 상부 패키지 측면과 마주보는 제2 상부 패키지 측면을 구비하며, 중심의 위치가 상기 하부 패키지의 중심에 대하여 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 쉬프트 정렬되어 상기 하부 패키지의 상부면 상에서 상기 제2 상부 패키지 측면과 상기 제2 하부 패키지 측면 사이에 언더필 영역을 정의하는 상부 패키지; 및 상기 하부 패키지의 상부면 상의 상기 언더필 영역으로부터 수평 방향으로 연장하며, 상기 하부 패키지와 상기 상부 패키지 사이를 채우는 언더필 부재를 포함한다. 상기 하부 패키지는 제1 패키지 기판, 상기 제1 패키지 기판 상에 실장된 적어도 하나의 제1 반도체 칩, 상기 제1 패키지 기판 상에 배치되며 상기 적어도 하나의 제1 반도체 칩과 전기적으로 연결되는 수직 도전성 커넥터들, 상기 제1 패키지 기판 상에서 상기 적어도 하나의 제1 반도체 칩을 커버하며 상기 수직 도전성 커넥터들의 일단부들을 노출시키는 제1 밀봉 부재, 및 상기 제1 밀봉 부재 상에서 상기 수직 도전성 커넥터들과 전기적으로 연결되며 상부 접속 패드들을 갖는 인터포저를 포함한다. 상기 도전성 연결 부재들은 상기 인터포저의 상기 상부 접속 패드들 상에 각각 배치된다. 상기 상부 패키지의 상기 제1 상부 패키지 측면은 상기 하부 패키지의 상기 제1 하부 패키지 측면과 서로 동일한 평면 상에 위치한다.According to exemplary embodiments for achieving the above object of the present invention, a semiconductor package includes a lower package having a first planar area, a first lower package side surface extending in a first direction perpendicular to an upper surface, and a second lower package side surface facing the first lower package side surface; an upper package having a second planar area smaller than the first planar area, and a first upper package side surface extending in the first direction and a second upper package side surface facing the first upper package side surface, the upper package having a center position shifted and aligned in a second direction perpendicular to the first direction with respect to a center of the lower package to define an underfill area between the second upper package side surface and the second lower package side surface on the upper surface of the lower package; and an underfill member extending in a horizontal direction from the underfill area on the upper surface of the lower package and filling between the lower package and the upper package. The lower package includes a first package substrate, at least one first semiconductor chip mounted on the first package substrate, vertical conductive connectors disposed on the first package substrate and electrically connected to the at least one first semiconductor chip, a first sealing member covering the at least one first semiconductor chip on the first package substrate and exposing one end of the vertical conductive connectors, and an interposer electrically connected to the vertical conductive connectors on the first sealing member and having upper connection pads. The conductive connection members are respectively disposed on the upper connection pads of the interposer. The first upper package side surface of the upper package and the first lower package side surface of the lower package are positioned on the same plane.
예시적인 실시예들에 따르면, 반도체 패키지는 제1 평면적을 갖는 하부 패키지, 상기 하부 패키지 상에 도전성 연결 부재들을 매개로 적층되며 상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 갖는 상부 패키지, 및 상기 하부 패키지와 상기 상부 패키지 사이에 개재되는 언더필 부재를 포함할 수 있다. 상기 상부 패키지는 상기 하부 패키지 상에서 비대칭적(assymetric)으로 배열되어 상기 하부 패키지의 상부면 상에 언더필 영역을 정의할 수 있다.According to exemplary embodiments, a semiconductor package may include a lower package having a first planar area, an upper package laminated on the lower package via conductive connecting members and having a second planar area smaller than the first planar area, and an underfill member interposed between the lower package and the upper package. The upper package may be arranged asymmetrically on the lower package to define an underfill region on an upper surface of the lower package.
상기 하부 패키지 상에 상기 상부 패키지를 보드 레벨에서 실장한 후, 상기 언더필 영역을 이용하여 상기 하부 패키지와 상기 상부 패키지 사이에 액상의 언더필 부재를 디스펜싱하여 상기 언더필 부재를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 언더필 부재는 상기 도전성 연결 부재들의 조인트 크랙을 방지하고 상기 하부 패키지의 프로세서 칩의 열 방출을 위한 열 방출 통로의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 패키지의 보드 레벨 TC 신뢰성 및 열 방출 특성을 향상시킬 수 있다.After mounting the upper package on the lower package at the board level, a liquid underfill material can be dispensed between the lower package and the upper package using the underfill area to form the underfill material. Accordingly, the underfill material can prevent joint cracks of the conductive connecting members and serve as a heat dissipation passage for heat dissipation of the processor chip of the lower package. Accordingly, the board level TC reliability and heat dissipation characteristics of the semiconductor package can be improved.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be variously expanded within a scope that does not depart from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 하부 패키지를 나타내는 평면도이다.
도 4 내지 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 제조하는 방법을 나타내는 도면들이다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 13의 D 부분을 나태는 확대 단면도이다.
도 15은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 평면도이다.
도 16은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 17 내지 도 25는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 제조하는 방법을 나타내는 단면도들이다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments.
Figure 2 is a plan view of Figure 1.
Figure 3 is a plan view showing the lower package of Figure 1.
FIGS. 4 to 12 are drawings illustrating a method for manufacturing a semiconductor package according to exemplary embodiments.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments.
Figure 14 is an enlarged cross-sectional view of portion D of Figure 13.
FIG. 15 is a plan view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments.
FIGS. 17 to 25 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor package according to exemplary embodiments.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 평면도이다. 도 3은 도 1의 하부 패키지를 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 2에서 상부 패키지 및 도전성 연결 부재들이 제거된 상태를 나타내는 평면도이다. 도 1은 도 2의 A-A' 라인을 따라 절단한 단면 부분 및 도 3의 B-B' 라인을 따라 절단한 단면 부분을 포함한다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to exemplary embodiments. FIG. 2 is a plan view of FIG. 1. FIG. 3 is a plan view illustrating a lower package of FIG. 1. FIG. 3 is a plan view illustrating a state in which an upper package and conductive connecting members are removed from FIG. 2. FIG. 1 includes a cross-sectional portion taken along line A-A' of FIG. 2 and a cross-sectional portion taken along line B-B' of FIG. 3.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 반도체 패키지(10)는 하부 패키지(P1) 및 하부 패키지(P1) 상에 도전성 연결 부재들(650)을 매개로 하여 적층되는 상부 패키지(P2), 및 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2)에 개재되는 언더필 부재(700)를 포함할 수 있다. 또한, 반도체 패키지(10)는 하부 패키지(P1)의 하부면 상에 구비되는 외부 접속 부재들(180)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, a semiconductor package (10) may include a lower package (P1), an upper package (P2) laminated on the lower package (P1) via conductive connecting members (650), and an underfill member (700) interposed between the lower package (P1) and the upper package (P2). In addition, the semiconductor package (10) may further include external connecting members (180) provided on a lower surface of the lower package (P1).
또한, 반도체 패키지(10)는 서로 다른 종류의 반도체 칩들을 포함하는 멀티-칩 패키지(Multi-Chip Package, MCP)일 수 있다. 반도체 패키지(10)는 하나의 패키지 안에 복수 개의 기능을 담당하는 반도체 칩들(예를 들면, 메모리 칩과 로직 칩)을 집적하는 시스템 인 패키지(System In Package, SIP)일 수 있다.In addition, the semiconductor package (10) may be a multi-chip package (MCP) that includes different types of semiconductor chips. The semiconductor package (10) may be a system in package (SIP) that integrates semiconductor chips (e.g., memory chips and logic chips) that perform multiple functions in one package.
예시적인 실시예들에 있어서, 하부 패키지(P1)는 제1 패키지 기판(100), 제1 패키지 기판(100) 상에 실장된 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200), 제1 패키지 기판(100) 상에 배치되며 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)과 전기적으로 연결되는 수직 도전성 커넥터들(350), 제1 패키지 기판(100) 상에서 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)을 커버하며 수직 도전성 커넥터들(350)의 일단부들을 노출시키는 제1 밀봉 부재(300), 및 제1 밀봉 부재(300) 상에서 수직 도전성 커넥터들(350)과 전기적으로 연결되는 인터포저(400)를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the lower package (P1) may include a first package substrate (100), at least one first semiconductor chip (200) mounted on the first package substrate (100), vertical conductive connectors (350) disposed on the first package substrate (100) and electrically connected to the at least one first semiconductor chip (200), a first sealing member (300) covering the at least one first semiconductor chip (200) on the first package substrate (100) and exposing one end of the vertical conductive connectors (350), and an interposer (400) electrically connected to the vertical conductive connectors (350) on the first sealing member (300).
제1 패키지 기판(100)은 서로 마주보는 상부면(101a)과 하부면(101b)을 갖는 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 패키지 기판(100)은 인쇄회로기판(PCB), 플렉서블 기판, 테이프 기판 등을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판은 내부에 비아와 다양한 회로들을 갖는 다층 회로 보드일 수 있다.The first package substrate (100) may be a substrate having an upper surface (101a) and a lower surface (101b) facing each other. For example, the first package substrate (100) may include a printed circuit board (PCB), a flexible substrate, a tape substrate, etc. The printed circuit board may be a multilayer circuit board having vias and various circuits therein.
제1 패키지 기판(100)은 복수 개의 적층된 절연층들(110) 및 상기 절연층들에 각각 구비되는 배선들을 포함할 수 있다. 또한, 제1 패키지 기판(100)은 복수 개의 상부 기판 패드들(130) 및 복수 개의 하부 기판 패드들(140)을 포함할 수 있다. 상기 배선들은 서로 다른 종류의 반도체 칩들과의 전기적 연결을 위한 채널들로서의 내부 배선들을 포함할 수 있다.The first package substrate (100) may include a plurality of stacked insulating layers (110) and wirings provided on each of the insulating layers. In addition, the first package substrate (100) may include a plurality of upper substrate pads (130) and a plurality of lower substrate pads (140). The wirings may include internal wirings as channels for electrical connection with different types of semiconductor chips.
상부 기판 패드들(130)은 제1 패키지 기판(100)의 상부면(101a)으로부터 노출되도록 구비될 수 있다. 제1 상부 절연막(150)은 상기 절연층들 상에 구비되며 상부 기판 패드들(130)의 적어도 일부분들을 노출시킬 수 있다. 하부 기판 패드들(140)은 제1 패키지 기판(100)의 하부면(101b)으로부터 노출되도록 구비될 수 있다. 하부 절연막(160)은 상기 절연층들 상에 구비되며 하부 기판 패드들(140)의 적어도 일부분들을 노출시킬 수 있다.The upper substrate pads (130) may be provided to be exposed from the upper surface (101a) of the first package substrate (100). The first upper insulating film (150) may be provided on the insulating layers and may expose at least some portions of the upper substrate pads (130). The lower substrate pads (140) may be provided to be exposed from the lower surface (101b) of the first package substrate (100). The lower insulating film (160) may be provided on the insulating layers and may expose at least some portions of the lower substrate pads (140).
예시적인 실시예들에 있어서, 상부 기판 패드들(130)은 제1 패키지 기판(100)의 중심 영역, 즉, 칩 실장 영역에 배치되는 제1 기판 패드들(130a) 및 상기 칩 실장 영역을 둘러싸는 가장자리 영역에 배치되는 제2 기판 패드들(130b)을 포함할 수 있다. 제1 기판 패드들(130a)은 상기 칩 실장 영역에 어레이 형태로 배열될 수 있다.In exemplary embodiments, the upper substrate pads (130) may include first substrate pads (130a) arranged in a central region of the first package substrate (100), i.e., a chip mounting region, and second substrate pads (130b) arranged in an edge region surrounding the chip mounting region. The first substrate pads (130a) may be arranged in an array form in the chip mounting region.
제1 반도체 칩(200)은 도전성 범프들(220)을 매개로 하여 제1 패키지 기판(100)의 칩 실장 영역(MR) 상에 실장될 수 있다. 제1 반도체 칩(200)은 제1 칩 패드들(210)이 형성된 전면, 즉, 활성면이 기판(S)을 향하도록 배치될 수 있다. 제1 반도체 칩(200)은 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 제1 칩 패드들(210)은 제1 반도체 칩(200)의 상기 전면 전체에 어레이 형태로 배열될 수 있다.The first semiconductor chip (200) may be mounted on the chip mounting area (MR) of the first package substrate (100) via conductive bumps (220). The first semiconductor chip (200) may be placed such that the front surface, i.e., the active surface, on which the first chip pads (210) are formed faces the substrate (S). The first semiconductor chip (200) may have a rectangular shape with four sides when viewed in a plan view. The first chip pads (210) may be arranged in an array form on the entire front surface of the first semiconductor chip (200).
제1 반도체 칩(200)은 로직 회로를 포함하는 로직 칩일 수 있다. 상기 로직 칩은 메모리 칩들을 제어하는 컨트롤러일 수 있다. 상기 제1 반도체 칩은 CPU, GPU, SOC와 같은 호스트(Host)로서의 ASIC, AP(Application Processor)와 같은 프로세서 칩일 수 있다.The first semiconductor chip (200) may be a logic chip including a logic circuit. The logic chip may be a controller that controls memory chips. The first semiconductor chip may be a processor chip such as an ASIC or an AP (Application Processor) as a host such as a CPU, GPU, or SOC.
제1 반도체 칩(200)은 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식에 의해 제1 패키지 기판(100) 상에 실장될 수 있다. 제1 반도체 칩(200)의 제1 칩 패드들(210)은 도전성 범프들(220)에 의해 제1 패키지 기판(100)의 제1 기판 패드들(130a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 도전성 범프(230)은 마이크로 범프(uBump)를 포함할 수 있다.A first semiconductor chip (200) may be mounted on a first package substrate (100) by a flip chip bonding method. First chip pads (210) of the first semiconductor chip (200) may be electrically connected to first substrate pads (130a) of the first package substrate (100) by conductive bumps (220). For example, the conductive bumps (230) may include micro bumps (uBumps).
또한, 언더필 부재(230)가 제1 반도체 칩(200)과 제1 패키지 기판(100) 사이에 언더필될 수 있다. 상기 언더필 부재는 상기 제1 반도체 칩과 상기 기판 사이의 작은 공간을 효과적으로 충전하도록 상대적으로 높은 유동성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 언더필 부재는 에폭시 물질을 포함하는 접착제를 포함할 수 있다.Additionally, an underfill member (230) may be underfilled between the first semiconductor chip (200) and the first package substrate (100). The underfill member may include a material having relatively high fluidity to effectively fill a small space between the first semiconductor chip and the substrate. For example, the underfill member may include an adhesive including an epoxy material.
수직 도전성 커넥터들(350)은 제1 패키지 기판(100)의 상부 기판 패드들(130) 상에 각각 형성될 수 있다. 수직 도전성 커넥터(350)는 제1 패키지 기판(100)의 상부 기판 패드(130)로부터 수직 방향으로 연장할 수 있다. 수직 도전성 커넥터(350)는 솔더 볼을 포함할 수 있다. 수직 도전성 커넥터들(350)은 패키지 기판(100)의 상기 배선들에 의해 제1 반도체 칩(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.The vertical conductive connectors (350) may be formed on the upper substrate pads (130) of the first package substrate (100), respectively. The vertical conductive connector (350) may extend in a vertical direction from the upper substrate pads (130) of the first package substrate (100). The vertical conductive connector (350) may include a solder ball. The vertical conductive connectors (350) may be electrically connected to the first semiconductor chip (200) by the wirings of the package substrate (100).
수직 도전성 커넥터(350)의 제1 패키지 기판(100)의 상부면(101a)로부터의 높이는 제1 반도체 칩(200)의 제1 패키지 기판(100)의 상부면(101a)으로부터 높이보다 더 크거나 같을 수 있다.The height from the upper surface (101a) of the first package substrate (100) of the vertical conductive connector (350) may be greater than or equal to the height from the upper surface (101a) of the first package substrate (100) of the first semiconductor chip (200).
제1 밀봉 부재(300)는 제1 패키지 기판(100) 상에서 제1 반도체 칩(200)을 커버하도록 구비될 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 수직 도전성 커넥터들(350) 사이를 채울 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 수직 도전성 커넥터들(350)의 일단부들을 노출시킬 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 에폭시 몰딩 콤파운드(epoxy mold compound, EMC)를 포함할 수 있다.A first sealing member (300) may be provided to cover a first semiconductor chip (200) on a first package substrate (100). The first sealing member (300) may fill a space between vertical conductive connectors (350). The first sealing member (300) may expose one end of the vertical conductive connectors (350). The first sealing member (300) may include an epoxy mold compound (EMC).
인터포저(400)는 제1 밀봉 부재(300) 상에 구비될 수 있다. 인터포저(400)는 내부에 형성된 복수 개의 배선들을 갖는 실리콘 인터포저 또는 재배선 인터포저일 수 있다. 예를 들면, 인터포저(400)는 복수 개의 절연층들(410a, 410b, 410c) 및 상기 절연층들 내에 구비된 배선들을 포함할 수 있다. 상부 본딩 패드들(430)은 인터포저(400)의 상부면(401a)으로부터 노출되도록 구비될 수 있다. 제3 절연층(410c)은 상부 본딩 패드들(430)의 적어도 일부분들을 노출시킬 수 있다. 하부 본딩 패드들(440)은 인터포저(400)의 하부면(401b)으로부터 노출되도록 구비될 수 있다. 제1 절연층(410a)은 하부 본딩 패드들(440)의 적어도 일부분들을 노출시킬 수 있다.An interposer (400) may be provided on the first sealing member (300). The interposer (400) may be a silicon interposer or a redistribution interposer having a plurality of wires formed therein. For example, the interposer (400) may include a plurality of insulating layers (410a, 410b, 410c) and wires provided in the insulating layers. The upper bonding pads (430) may be provided to be exposed from an upper surface (401a) of the interposer (400). The third insulating layer (410c) may expose at least some portions of the upper bonding pads (430). The lower bonding pads (440) may be provided to be exposed from an lower surface (401b) of the interposer (400). The first insulating layer (410a) may expose at least some portions of the lower bonding pads (440).
제1 밀봉 부재(300)에 의해 노출된 수직 도전성 커넥터들(350)의 일단부들은 인터포저(400)의 하부 본딩 패드들(440)에 접합될 수 있다. 수직 도전성 커넥터(350)는 제1 패키지 기판(100)의 상부 기판 패드(130)로부터 인터포저(400)의 하부 본딩 패드(440)까지 수직 방향으로 연장할 수 있다.One end of the vertical conductive connectors (350) exposed by the first sealing member (300) can be bonded to the lower bonding pads (440) of the interposer (400). The vertical conductive connector (350) can extend vertically from the upper substrate pad (130) of the first package substrate (100) to the lower bonding pad (440) of the interposer (400).
도 3에 도시된 바와 같이, 하부 패키지(P1)는 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 하부 패키지(P1)는 상부면(401a)과 직교하고 제2 방향(Y 방향)과 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제1 하부 패키지 측면(S11) 및 제2 하부 패키지 측면(S12) 그리고 상기 제2 방향과 직교하는 제1 방향(X 방향)과 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제3 하부 패키지 측면(S13) 및 제4 하부 패키지 측면(S14)을 포함할 수 있다. 하부 패키지(P1)는 제1 평면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 하부 패키지(P1)의 상기 제1 방향으로 폭, 즉, 제1 하부 패키지 측면(S11)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이의 거리는 14.1mm일 수 있다.As illustrated in FIG. 3, the lower package (P1) may have a rectangular shape having four sides when viewed in a plan view. The lower package (P1) may include a first lower package side (S11) and a second lower package side (S12) extending in a direction orthogonal to the upper surface (401a) and parallel to the second direction (Y direction) and facing each other, and a third lower package side (S13) and a fourth lower package side (S14) extending in a direction parallel to the first direction (X direction) orthogonal to the second direction and facing each other. The lower package (P1) may have a first planar area. For example, a width of the lower package (P1) in the first direction, that is, a distance between the first lower package side (S11) and the second lower package side (S12), may be 14.1 mm.
하부 패키지(P1)은 상부면(401a), 즉, 인터포저(400)의 상부면(401a)은 상부 패키지 영역(UPR) 및 언더필 영역(DPR)을 포함할 수 있다. 인터포저(400)의 상부 본딩 패드들(430)은 상부 패키지 영역(UPR) 내에 배열될 수 있다. 상부 패키지 영역(UPR)의 일측부는 제1 하부 패키지 측면(S11)과 중첩될 수 있다. 언더필 영역(DPR)은 상부 패키지 영역(UPR)의 일측에 제2 하부 패키지 측면(S12)을 따라 연장할 수 있다. 언더필 영역(DPR)의 일측부는 제2 하부 패키지 측면(S12)과 중첩될 수 있다. 언더필 영역(DPR)의 상기 제1 방향으로의 길이(L1)는 적어도 0.5mm일 수 있다.The lower package (P1) may include an upper surface (401a), that is, an upper surface (401a) of the interposer (400), which may include an upper package region (UPR) and an underfill region (DPR). Upper bonding pads (430) of the interposer (400) may be arranged within the upper package region (UPR). One side of the upper package region (UPR) may overlap with a first lower package side surface (S11). The underfill region (DPR) may extend along a second lower package side surface (S12) on one side of the upper package region (UPR). One side of the underfill region (DPR) may overlap with the second lower package side surface (S12). A length (L1) of the underfill region (DPR) in the first direction may be at least 0.5 mm.
예시적인 실시예들에 있어서, 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1) 상에 도전성 연결 부재들(650)을 매개로 하여 실장될 수 있다.In exemplary embodiments, the upper package (P2) may be mounted on the lower package (P1) via conductive connecting members (650).
상부 패키지(P2)는 제2 패키지 기판(610), 제2 패키지 기판(610)의 상부면 상에 실장된 적어도 하나의 제2 반도체 칩(620a, 620b), 적어도 하나의 제2 반도체 칩(620a, 620b)의 제2 칩 패드들(622a, 622b)을 제2 패키지 기판(610)의 상부면 상의 상부 기판 패드들(612)에 전기적으로 연결시키는 제2 도전성 연결 부재들(630), 및 제2 패키지 기판(610) 상에서 상기 적어도 하나의 제2 반도체 칩(620a, 620b)을 커버하는 제2 밀봉 부재(640)를 포함할 수 있다.The upper package (P2) may include a second package substrate (610), at least one second semiconductor chip (620a, 620b) mounted on an upper surface of the second package substrate (610), second conductive connecting members (630) electrically connecting second chip pads (622a, 622b) of the at least one second semiconductor chip (620a, 620b) to upper substrate pads (612) on an upper surface of the second package substrate (610), and a second sealing member (640) covering the at least one second semiconductor chip (620a, 620b) on the second package substrate (610).
복수 개의 제2 반도체 칩들(620a, 620b)은 접착 부재들에 의해 제2 패키지 기판(610) 상에 순차적으로 적층될 수 있다. 상기 제2 도전성 연결 부재들서의 본딩 와이어들(630)은 제2 반도체 칩들(620a, 620b)의 제2 칩 패드들(622a, 622b)을 제2 패키지 기판(610)의 상부 기판 패드들(612)에 연결시킬 수 있다.A plurality of second semiconductor chips (620a, 620b) can be sequentially stacked on a second package substrate (610) by adhesive members. Bonding wires (630) of the second conductive connecting members can connect second chip pads (622a, 622b) of the second semiconductor chips (620a, 620b) to upper substrate pads (612) of the second package substrate (610).
상부 패키지(P2)는 와이어 본딩 방식에 의해 실장된 2개의 반도체 칩들을 포함하고 있지만, 상기 상부 패키지의 상기 제2 반도체 칩들의 개수, 실장 방법 등은 이에 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.The upper package (P2) includes two semiconductor chips mounted by a wire bonding method, but it will be understood that the number of the second semiconductor chips in the upper package, the mounting method, etc. are not limited thereto.
제2 반도체 칩(620a, 620b)은 메모리 회로를 포함하는 메모리 칩을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 반도체 칩은 에스램(SRAM) 장치, 디램(DRAM) 장치 등과 같은 휘발성 메모리 장치, 및 플래시 메모리(flash memory) 장치, 피램(PRAM) 장치, 엠램(MRAM) 장치, 알램(RRAM) 장치 등과 같은 불휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.The second semiconductor chip (620a, 620b) may include a memory chip including a memory circuit. For example, the second semiconductor chip may include a volatile memory device such as an SRAM device, a DRAM device, and the like, and a nonvolatile memory device such as a flash memory device, a PRAM device, an MRAM device, an RRAM device, and the like.
도전성 연결 부재들(650)은 하부 패키지(P1) 및 상부 패키지(P2) 사이에 개재되어 이들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 도전성 연결 부재들(650)에 의해 상부 패키지(P2)와 하부 패키지(P1) 사이에는 갭이 형성될 수 있다. 도전성 연결 부재들(650)은 하부 패키지(P1)의 상부 패키지 영역(UPR) 내에 배열된 상부 본딩 패드들(430) 및 상부 패키지(P2)의 제2 패키지 기판(610)의 하부 기판 패드들(614) 사이에 각각 개재될 수 있다.Conductive connecting members (650) may be interposed between the lower package (P1) and the upper package (P2) to electrically connect them. A gap may be formed between the upper package (P2) and the lower package (P1) by the conductive connecting members (650). The conductive connecting members (650) may be interposed between the upper bonding pads (430) arranged in the upper package region (UPR) of the lower package (P1) and the lower substrate pads (614) of the second package substrate (610) of the upper package (P2), respectively.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부 패키지(P2)는 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 상부 패키지(P2)는 상부면과 직교하고 제2 방향(Y 방향)과 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제1 상부 패키지 측면(S21) 및 제2 상부 패키지 측면(S21)을 포함할 수 있다. 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 상부 패키지(P2)의 상기 제1 방향으로 폭, 즉, 제1 상부 패키지 측면(S21)과 제2 상부 패키지 측면(S22) 사이의 거리는 12.4mm일 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the upper package (P2) may have a rectangular shape having four sides when viewed in a plan view. The upper package (P2) may include a first upper package side surface (S21) and a second upper package side surface (S21) that extend in a direction perpendicular to the upper surface and parallel to the second direction (Y direction) and face each other. The upper package (P2) may have a second planar area smaller than the first planar area of the lower package (P1). For example, the width of the upper package (P2) in the first direction, that is, the distance between the first upper package side surface (S21) and the second upper package side surface (S22), may be 12.4 mm.
상부 패키지(P1)는 하부 패키지(P2) 상에서 비대칭적(assymetric)으로 배열될 수 있다. 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상부 패키지 영역(UPR) 상에 배치될 수 있다. 상부 패키지(P2)의 제1 상부 패키지 측면(S21)은 하부 패키지(P1)의 제1 하부 패키지 측면(S11)과 서로 동일한 평면 상에 위치하고 제2 상부 패키지 측면(S22)은 제2 하부 패키지 측면(12)으로부터 기 설정된 제1 거리(L1)만큼 이격되도록 배치되어 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상부면 상의 언더필 영역(DPR)을 정의할 수 있다. 상부 패키지(P2)의 중심(C2)의 위치가 하부 패키지(P1)의 중심(C1)에 대하여 제1 방향(-X 방향)으로 쉬프트되어 하부 패키지(P1)의 상부면(401a) 상에서 제2 상부 패키지 측면(S22)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이에 언더필 영역(DPR)을 제공할 수 있다. 상부 패키지(P2)의 중심(C2)은 하부 패키지(P1)의 중심(C1)으로부터 기 설정된 제2 거리(L2)만큼 이격될 수 있다. 예를 들면, 제2 거리(L2)는 제1 거리(L1)보다 작을 수 있다. 제2 거리(L2)는 제1 거리(L1)의 절반일 수 있다.The upper package (P1) can be arranged asymmetrically on the lower package (P2). The upper package (P2) can be placed on an upper package region (UPR) of the lower package (P1). A first upper package side surface (S21) of the upper package (P2) is positioned on the same plane as a first lower package side surface (S11) of the lower package (P1), and a second upper package side surface (S22) is placed apart from the second lower package side surface (12) by a first distance (L1) set in advance, so that the upper package (P2) can define an underfill region (DPR) on an upper surface of the lower package (P1). The position of the center (C2) of the upper package (P2) may be shifted in the first direction (-X direction) with respect to the center (C1) of the lower package (P1) to provide an underfill region (DPR) between the second upper package side (S22) and the second lower package side (S12) on the upper surface (401a) of the lower package (P1). The center (C2) of the upper package (P2) may be spaced apart from the center (C1) of the lower package (P1) by a preset second distance (L2). For example, the second distance (L2) may be smaller than the first distance (L1). The second distance (L2) may be half of the first distance (L1).
예시적인 실시예들에 있어서, 언더필 부재(700)는 하부 패키지(P2)와 상부 패키지(P1) 사이에 구비될 수 있다. 언더필 부재(700)는 언더필 영역(DPR)으로부터 수평 방향으로 연장하며 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2) 사이를 채우는 수평 연장부(710a) 및 언더필 영역(DPR)으로부터 수직 방향으로 연장하며 상부 패키지(P2)의 제2 상부 패키지 측면(S22)의 적어도 일부를 커버하는 수직 연장부(710b)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 언더필 부재(700)는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, an underfill member (700) may be provided between the lower package (P2) and the upper package (P1). The underfill member (700) may include a horizontal extension portion (710a) extending horizontally from the underfill region (DPR) and filling a space between the lower package (P1) and the upper package (P2), and a vertical extension portion (710b) extending vertically from the underfill region (DPR) and covering at least a portion of a second upper package side surface (S22) of the upper package (P2). For example, the underfill member (700) may include a thermosetting resin, such as an epoxy resin.
또한, 하부 패키지(P1)는 인터포저(400)의 상부면(401a) 상에 언더필 영역(DPR)의 일변을 따라 연장하는 댐 구조물(450)을 포함할 수 있다. 댐 구조물(450)은 인터포저(400)의 상부면(401a) 상에 기 설정된 높이를 가질 수 있다. 댐 구조물(450)은 하부 패키지(P1)의 상부면 상의 언더필 영역(DPR) 내에서 제2 하부 패키지 측면(S12)에 인접하도록 제2 방향(Y 방향)을 따라 연장할 수 있다.Additionally, the lower package (P1) may include a dam structure (450) extending along one side of the underfill region (DPR) on the upper surface (401a) of the interposer (400). The dam structure (450) may have a preset height on the upper surface (401a) of the interposer (400). The dam structure (450) may extend along the second direction (Y direction) to be adjacent to the second lower package side surface (S12) within the underfill region (DPR) on the upper surface of the lower package (P1).
댐 구조물(450)은 언더필 부재(700)의 외측면의 일부와 접촉할 수 있다. 댐 구조물(450)은 인터포저(400)의 상부면(401a) 상의 언더필 영역(DPR)에 디스펜싱되는 언더필 부재가 제2 하부 패키지 측면(S12)을 지나 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.The dam structure (450) may be in contact with a portion of the outer surface of the underfill member (700). The dam structure (450) may prevent the underfill member dispensed in the underfill region (DPR) on the upper surface (401a) of the interposer (400) from flowing out through the second lower package side (S12).
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 패키지 기판(100)의 하부면(101b) 상의 하부 기판 패드들(140) 상에는 외부 장치와의 전기적 연결을 위하여 외부 접속 부재들(180)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 외부 접속 부재(180)는 솔더 볼일 수 있다. 반도체 패키지(10)는 상기 솔더 볼들을 매개로 하여 모듈 기판(도시되지 않음)에 실장되어 반도체 모듈을 구성할 수 있다.In exemplary embodiments, external connection members (180) may be arranged on lower substrate pads (140) on the lower surface (101b) of the first package substrate (100) for electrical connection with an external device. For example, the external connection members (180) may be solder balls. The semiconductor package (10) may be mounted on a module substrate (not shown) via the solder balls to form a semiconductor module.
상술한 바와 같이, 반도체 패키지(10)는 제1 평면적을 갖는 하부 패키지(P1), 하부 패키지(P1) 상에 도전성 연결 부재들(650)을 매개로 적층되며 상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 갖는 상부 패키지(P2), 및 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2) 사이에 개재되는 언더필 부재(700)를 포함할 수 있다. 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1) 상에서 비대칭적(assymetric)으로 배열될 수 있다. 상부 패키지(P2)의 제2 상부 패키지 측면(S22)은 하부 패키지(P1)의 제2 하부 패키지 측면(S12)으로부터 기 설정된 거리(L1)만큼 이격되도록 배치되어 하부 패키지(P1)의 상부면 상에 언더필 영역(DPR)을 정의할 수 있다.As described above, the semiconductor package (10) may include a lower package (P1) having a first planar area, an upper package (P2) laminated on the lower package (P1) via conductive connecting members (650) and having a second planar area smaller than the first planar area, and an underfill member (700) interposed between the lower package (P1) and the upper package (P2). The upper package (P2) may be arranged asymmetrically on the lower package (P1). A second upper package side surface (S22) of the upper package (P2) may be arranged to be spaced apart from a second lower package side surface (S12) of the lower package (P1) by a preset distance (L1) to define an underfill region (DPR) on an upper surface of the lower package (P1).
하부 패키지(P1) 상에 상부 패키지(P2)를 보드 레벨에서 실장한 후, 언더필 영역(DPR)을 이용하여 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2) 사이에 액상의 언더필 부재를 디스펜싱하여 언더필 부재(700)를 형성할 수 있다. 따라서, 언더필 부재(700)는 도전성 연결 부재들(650)의 조인트 크랙을 방지하고 하부 패키지(P1)의 프로세서 칩(200)의 열 방출을 위한 열 방출 통로의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 반도체 패키지(10)의 보드 레벨 TC 신뢰성을 향상시키고 열 방출 특성을 향상시킬 수 있다.After mounting the upper package (P2) on the lower package (P1) at the board level, a liquid underfill material can be dispensed between the lower package (P1) and the upper package (P2) using the underfill region (DPR) to form an underfill material (700). Accordingly, the underfill material (700) can prevent joint cracks of conductive connecting members (650) and serve as a heat dissipation passage for heat dissipation of the processor chip (200) of the lower package (P1). Accordingly, the board level TC reliability of the semiconductor package (10) can be improved and the heat dissipation characteristics can be enhanced.
이하에서는, 도 1의 반도체 패키지를 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Below, a method for manufacturing the semiconductor package of Fig. 1 will be described.
도 4 내지 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 제조하는 방법을 나타내는 도면들이다. 도 4 내지 도 8 및 도 10 내지 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 제조하는 방법을 나타내는 단면도들이다. 도 9는 도 8의 평면도이다. 도 8은 도 9의 C-C' 라인을 따라 절단한 단면도이다.FIGS. 4 to 12 are drawings illustrating a method for manufacturing a semiconductor package according to exemplary embodiments. FIGS. 4 to 8 and FIGS. 10 to 12 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor package according to exemplary embodiments. FIG. 9 is a plan view of FIG. 8. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 9.
도 4를 참조하면, 제1 패키지 기판들이 형성된 기판(S)을 제공하고, 상기 제1 패키지 기판 상에 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)을 실장시킬 수 있다.Referring to FIG. 4, a substrate (S) on which first package substrates are formed is provided, and at least one first semiconductor chip (200) can be mounted on the first package substrate.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판(S)은 서로 마주보는 상부면(101a) 및 하부면(101b)을 갖는 다층 회로 기판일 수 있다. 기판(S)은 인쇄회로기판(PCB)와 같은 반도체 스트립 제조를 위한 스트립 기판일 수 있다. 예를 들면, 기판(S)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board), 플렉서블 기판, 테이프 기판 등을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판은 내부에 비아와 다양한 회로들을 갖는 다층 회로 보드일 수 있다.In exemplary embodiments, the substrate (S) may be a multilayer circuit board having upper surfaces (101a) and lower surfaces (101b) facing each other. The substrate (S) may be a strip substrate for manufacturing a semiconductor strip, such as a printed circuit board (PCB). For example, the substrate (S) may include a printed circuit board (PCB), a flexible substrate, a tape substrate, or the like. The printed circuit board may be a multilayer circuit board having vias and various circuits therein.
기판(S)은 반도체 칩이 실장되는 패키지 영역(PR) 및 패키지 영역(PR)을 둘러싸는 절단 영역(CR)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 기판(S)의 패키지 영역들(PR) 상에는 복수 개의 반도체 칩들이 각각 배치된 후, 기판(S)은 패키지 영역(PR)을 구분하는 절단 영역(SR)을 따라 절단되어 패키지 기판들로 개별화될 수 있다. The substrate (S) may include a package region (PR) on which a semiconductor chip is mounted and a cut region (CR) surrounding the package region (PR). As described below, after a plurality of semiconductor chips are respectively placed on the package regions (PR) of the substrate (S), the substrate (S) may be cut along the cut region (SR) that separates the package regions (PR) to be individualized into package substrates.
기판(S)은 복수 개의 적층된 절연층들(110) 및 상기 절연층들에 각각 구비되는 배선들을 포함할 수 있다. 또한, 기판(S)은 복수 개의 상부 기판 패드들(130) 및 복수 개의 하부 기판 패드들(140)을 포함할 수 있다. 상기 배선들은 제1 반도체 칩(200)과의 전기적 연결을 위한 채널들로서의 내부 배선들을 포함할 수 있다.The substrate (S) may include a plurality of laminated insulating layers (110) and wirings provided on each of the insulating layers. In addition, the substrate (S) may include a plurality of upper substrate pads (130) and a plurality of lower substrate pads (140). The wirings may include internal wirings as channels for electrical connection with the first semiconductor chip (200).
예를 들면, 절연층들(110)은 코어층, 상기 코어층의 상부면 상에 구비되는 제1 절연층, 및 상기 코어층의 하부면 상에 구비되는 제2 절연층을 포함할 수 있다. 상기 배선들은 상기 코어층을 관통하는 관통 비아, 상기 코어층의 상부면 상에 구비된 상부 도전성 패턴, 및 상기 코어층의 하부면 상에 구비된 하부 도전성 패턴을 포함할 수 있다.For example, the insulating layers (110) may include a core layer, a first insulating layer provided on an upper surface of the core layer, and a second insulating layer provided on a lower surface of the core layer. The wirings may include a through via penetrating the core layer, an upper conductive pattern provided on an upper surface of the core layer, and a lower conductive pattern provided on a lower surface of the core layer.
상기 코어층은 비전도성 물질층을 포함할 수 있다. 상기 코어층은 강화 폴리머 등을 포함할 수 있다. 상기 관통 비아는 상기 코어층을 관통하여 상기 상부 도전성 패턴 및 상기 하부 도전성 패턴을 전기적으로 연결할 수 있다.The core layer may include a non-conductive material layer. The core layer may include a reinforced polymer, etc. The through via may electrically connect the upper conductive pattern and the lower conductive pattern by penetrating the core layer.
상부 기판 패드들(130)은 기판(S)의 상부면(101a)으로부터 노출되도록 구비될 수 있다. 상부 기판 패드들(130)은 상기 제1 절연층 상에 구비되며 상기 상부 도전성 패턴들과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 상부 절연막(150)은 상기 제1 절연층 상에 구비되며 상부 기판 패드들(130)의 적어도 일부분들을 노출시킬 수 있다.The upper substrate pads (130) may be provided to be exposed from the upper surface (101a) of the substrate (S). The upper substrate pads (130) may be provided on the first insulating layer and may be electrically connected to the upper conductive patterns. The first upper insulating film (150) may be provided on the first insulating layer and may expose at least a portion of the upper substrate pads (130).
하부 기판 패드들(140)은 기판(100)의 하부면(101b)으로부터 노출되도록 구비될 수 있다. 하부 기판 패드들(134)은 상기 제2 절연층 상에 구비되며 상기 하부 도전성 패턴들과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 절연막(160)은 상기 제2 절연층 상에 구비되며 하부 기판 패드들(140)의 적어도 일부분들을 노출시킬 수 있다.The lower substrate pads (140) may be provided to be exposed from the lower surface (101b) of the substrate (100). The lower substrate pads (134) may be provided on the second insulating layer and may be electrically connected to the lower conductive patterns. The lower insulating film (160) may be provided on the second insulating layer and may expose at least a portion of the lower substrate pads (140).
예를 들면, 상기 제1 및 제2 절연층들은 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지 또는 폴리이미드와 같은 열가소성 수지와 같은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 절연층들은 유기 섬유(glass fiber) 등의 심재에 함침된 수지, 예를 들어, 프리프레그(pregreg), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 등을 포함할 수 있다. 상기 상부 절연막 및 상기 하부 절연막은 솔더 레지스트 등을 포함할 수 있다.For example, the first and second insulating layers may include an insulating material, such as a thermosetting resin such as an epoxy resin or a thermoplastic resin such as a polyimide. The first and second insulating layers may include a resin impregnated in a core material such as an organic fiber (glass fiber), such as a prepreg, FR-4, BT (Bismaleimide Triazine), etc. The upper insulating film and the lower insulating film may include a solder resist, etc.
예시적인 실시예들에 있어서, 상부 기판 패드들(130)은 패키지 영역(PR)의 중심 영역, 즉, 칩 실장 영역(MR)에 배치되는 제1 기판 패드들(130a) 및 상기 칩 실장 영역을 둘러싸는 가장자리 영역에 배치되는 제2 기판 패드들(130b)을 포함할 수 있다. 제1 기판 패드들(130a)은 상기 칩 실장 영역에 어레이 형태로 배열될 수 있다.In exemplary embodiments, the upper substrate pads (130) may include first substrate pads (130a) arranged in a central region of the package region (PR), i.e., a chip mounting region (MR), and second substrate pads (130b) arranged in an edge region surrounding the chip mounting region. The first substrate pads (130a) may be arranged in an array form in the chip mounting region.
이어서, 기판(S)의 패키지 영역(PR) 상에 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)을 실장시킬 수 있다.Next, at least one first semiconductor chip (200) can be mounted on the package area (PR) of the substrate (S).
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 반도체 칩(200)은 도전성 범프들(220)을 매개로 하여 기판(S)의 칩 실장 영역(MR) 상에 실장될 수 있다. 제1 반도체 칩(200)은 제1 칩 패드들(210)이 형성된 전면(202), 즉, 활성면이 기판(S)을 향하도록 배치될 수 있다. 제1 반도체 칩(200)은 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 제1 칩 패드들(210)은 제1 반도체 칩(200)의 전면(202) 전체에 어레이 형태로 배열될 수 있다.In exemplary embodiments, the first semiconductor chip (200) may be mounted on a chip mounting area (MR) of a substrate (S) via conductive bumps (220). The first semiconductor chip (200) may be placed such that the front surface (202), i.e., the active surface, on which the first chip pads (210) are formed faces the substrate (S). The first semiconductor chip (200) may have a rectangular shape with four side surfaces when viewed in a plan view. The first chip pads (210) may be arranged in an array form on the entire front surface (202) of the first semiconductor chip (200).
제1 반도체 칩(200)은 로직 회로를 포함하는 로직 칩일 수 있다. 상기 로직 칩은 메모리 칩들을 제어하는 컨트롤러일 수 있다. 상기 제1 반도체 칩은 CPU, GPU, SOC와 같은 호스트(Host)로서의 ASIC, AP(Application Processor)와 같은 프로세서 칩일 수 있다.The first semiconductor chip (200) may be a logic chip including a logic circuit. The logic chip may be a controller that controls memory chips. The first semiconductor chip may be a processor chip such as an ASIC or an AP (Application Processor) as a host such as a CPU, GPU, or SOC.
제1 반도체 칩(200)은 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식에 의해 기판(S) 상에 실장될 수 있다. 제1 반도체 칩(200)의 제1 칩 패드들(210)은 도전성 범프들(220)에 의해 기판(S)의 제1 기판 패드들(130a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 도전성 범프(230)은 마이크로 범프(uBump)를 포함할 수 있다. 제1 반도체 칩(200)의 두께는 40㎛ 내지 110㎛의 범위 이내에 있을 수 있다. The first semiconductor chip (200) may be mounted on a substrate (S) by a flip chip bonding method. The first chip pads (210) of the first semiconductor chip (200) may be electrically connected to the first substrate pads (130a) of the substrate (S) by conductive bumps (220). For example, the conductive bumps (230) may include micro bumps (uBumps). The thickness of the first semiconductor chip (200) may be within a range of 40 μm to 110 μm.
또한, 언더필 부재(230)가 제1 반도체 칩(200)과 기판(S) 사이에 언더필될 수 있다. 상기 언더필 부재는 상기 제1 반도체 칩과 상기 기판 사이의 작은 공간을 효과적으로 충전하도록 상대적으로 높은 유동성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 언더필 부재는 에폭시 물질을 포함하는 접착제를 포함할 수 있다.Additionally, an underfill member (230) may be underfilled between the first semiconductor chip (200) and the substrate (S). The underfill member may include a material having relatively high fluidity to effectively fill a small space between the first semiconductor chip and the substrate. For example, the underfill member may include an adhesive including an epoxy material.
도 5 및 도 6을 참조하면, 인터포저(400)를 수직 도전성 커넥터들(350)을 매개로 하여 기판(S) 상에 배치시킬 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6, an interposer (400) can be placed on a substrate (S) via vertical conductive connectors (350).
도 5에 도시된 바와 같이, 수직 도전성 커넥터들(350)을 인터포저(400)의 하부면(401b) 상의 하부 본딩 패드들(440) 상에 형성하고, 수직 도전성 커넥터들(350)이 기판(S)을 향하도록 기판(S) 상에 배치시킬 수 있다.As illustrated in FIG. 5, vertical conductive connectors (350) can be formed on lower bonding pads (440) on the lower surface (401b) of the interposer (400), and placed on the substrate (S) so that the vertical conductive connectors (350) face the substrate (S).
인터포저(400)는 내부에 형성된 복수 개의 배선들을 갖는 실리콘 인터포저 또는 재배선 인터포저일 수 있다. 예를 들면, 인터포저(400)는 복수 개의 절연층들(410a, 410b, 410c) 및 상기 절연층들 내에 구비된 배선들을 포함할 수 있다. 상부 본딩 패드들(430)은 인터포저(400)의 상부면(401a)으로부터 노출되도록 구비될 수 있다. 제3 절연층(410c)은 상부 본딩 패드들(430)의 적어도 일부분들을 노출시킬 수 있다. 하부 본딩 패드들(440)은 인터포저(400)의 하부면(401b)으로부터 노출되도록 구비될 수 있다. 제1 절연층(410a)은 하부 본딩 패드들(440)의 적어도 일부분들을 노출시킬 수 있다.The interposer (400) may be a silicon interposer or a redistribution interposer having a plurality of wires formed therein. For example, the interposer (400) may include a plurality of insulating layers (410a, 410b, 410c) and wires provided within the insulating layers. The upper bonding pads (430) may be provided to be exposed from the upper surface (401a) of the interposer (400). The third insulating layer (410c) may expose at least some portions of the upper bonding pads (430). The lower bonding pads (440) may be provided to be exposed from the lower surface (401b) of the interposer (400). The first insulating layer (410a) may expose at least some portions of the lower bonding pads (440).
수직 도전성 커넥터들(350)은 하부 본딩 패드들(440) 상에 각각 형성될 수 있다. 수직 도전성 커넥터(350)는 하부 본딩 패드(440)로부터 수직 방향으로 연장할 수 있다. 수직 도전성 커넥터(350)는 솔더 볼을 포함할 수 있다. The vertical conductive connectors (350) may be formed on the lower bonding pads (440), respectively. The vertical conductive connector (350) may extend vertically from the lower bonding pad (440). The vertical conductive connector (350) may include a solder ball.
예시적인 실시예들에 있어서, 인터포저(400)는 인터포저(400)의 상부면(401a) 상에 절단 영역(CR)의 일변을 따라 연장하는 댐 구조물(450)을 포함할 수 있다. 댐 구조물(450)은 인터포저(400)의 상부면(401a) 상에 기 설정된 높이를 가질 수 있다. 후술하는 바와 같이, 댐 구조물(450)은 인터포저(400)의 상부면(401a) 상에 디스펜싱되는 언더필 부재가 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.In exemplary embodiments, the interposer (400) may include a dam structure (450) extending along one side of the cut region (CR) on the upper surface (401a) of the interposer (400). The dam structure (450) may have a preset height on the upper surface (401a) of the interposer (400). As described below, the dam structure (450) may prevent an underfill material dispensed on the upper surface (401a) of the interposer (400) from flowing out to the outside.
도 6에 도시된 바와 같이, 솔더 볼 어태치 공정에 의해 기판(S)의 제2 기판 패드들(130b) 상에 수직 도전성 커넥터들(350)을 각각 배치시킬 수 있다. 인터포저(400) 상의 수직 도전성 커넥터들(350)은 기판(S)의 상부면(101a) 상에 열 압착될 수 있다. 수직 도전성 커넥터들(350)은 리플로우 공정에 의해 제2 기판 패드들(130b)에 접합될 수 있다. 수직 도전성 커넥터들(350)은 기판(S)의 상기 배선들에 의해 제1 반도체 칩(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.As illustrated in FIG. 6, vertical conductive connectors (350) may be respectively arranged on second substrate pads (130b) of a substrate (S) by a solder ball attach process. The vertical conductive connectors (350) on the interposer (400) may be thermally bonded on an upper surface (101a) of the substrate (S). The vertical conductive connectors (350) may be bonded to the second substrate pads (130b) by a reflow process. The vertical conductive connectors (350) may be electrically connected to the first semiconductor chip (200) by the wirings of the substrate (S).
수직 도전성 커넥터(350)의 기판(S)의 상부면(101a)로부터의 높이는 제1 반도체 칩(200)의 기판(S)의 상부면(101a)으로부터 높이보다 더 클 수 있다. 이에 따라, 인터포저(400)의 수직 도전성 커넥터들(350)에 의해 기판(S) 상에 지지되고, 인터포저(400)의 하부면(401b)은 제1 반도체 칩(200)의 후면(204) 및 기판(S)의 상부면(101a)으로부터 이격되어 기판(S)과 인터포저(400) 사이에 공간이 형성될 수 있다.The height of the vertical conductive connector (350) from the upper surface (101a) of the substrate (S) may be greater than the height from the upper surface (101a) of the substrate (S) of the first semiconductor chip (200). Accordingly, the interposer (400) is supported on the substrate (S) by the vertical conductive connectors (350), and the lower surface (401b) of the interposer (400) may be spaced apart from the rear surface (204) of the first semiconductor chip (200) and the upper surface (101a) of the substrate (S), so that a space may be formed between the substrate (S) and the interposer (400).
도 7을 참조하면, 기판(S) 상에 제1 반도체 칩(200)을 커버하는 제1 밀봉 부재(300)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 7, a first sealing member (300) covering a first semiconductor chip (200) can be formed on a substrate (S).
예를 들면, 트랜스퍼 몰딩 공정에 의해 기판(S)과 인터포저(400) 사이에 몰딩재를 주입하여 제1 반도체 칩(200)을 커버하는 제1 밀봉 부재(300)를 형성할 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 수직 도전성 커넥터들(350) 사이를 채울 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 에폭시 몰딩 콤파운드(epoxy mold compound, EMC)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 UV 레진(UV resin), 폴리우레탄 레진(polyurethane resin), 실리콘 레진(silicone resin), 실리카 필러(silica filler) 등을 포함할 수 있다.For example, a first sealing member (300) covering a first semiconductor chip (200) may be formed by injecting a molding material between a substrate (S) and an interposer (400) by a transfer molding process. The first sealing member (300) may fill a space between vertical conductive connectors (350). The first sealing member (300) may include an epoxy mold compound (EMC). The first sealing member (300) may include a UV resin, a polyurethane resin, a silicone resin, a silica filler, or the like.
도 8 및 도 9를 참조하면, 기판(S)의 하부면(101b) 상의 하부 기판 패드들(140) 상에는 외부 접속 부재들(180)을 각각 배치하고, 기판(S)을 다이싱하여 개별적인 하부 패키지들(P1)을 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, external connection members (180) are respectively placed on lower substrate pads (140) on the lower surface (101b) of the substrate (S), and the substrate (S) can be diced to form individual lower packages (P1).
예시적인 실시예들에 있어서, 기판(S)의 하부면(101b) 상의 하부 기판 패드들(140) 상에는 상기 외부 접속 부재들로서 솔더 볼들이 배치될 수 있다. 이어서, 소잉 공정에 의해 기판(S)의 복수 개의 패키지 영역들(PR)을 구분하는 절단 영역(CR)을 따라 절단되어 복수 개의 하부 패키지들(P1)로 개별화될 수 있다.In exemplary embodiments, solder balls may be arranged as the external connection members on lower substrate pads (140) on a lower surface (101b) of the substrate (S). Subsequently, the substrate (S) may be cut along a cutting area (CR) that separates a plurality of package areas (PR) by a sawing process to be individualized into a plurality of lower packages (P1).
하부 패키지(P1)는 제1 패키지 기판(100), 제1 패키지 기판(100) 상에 실장된 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200), 제1 패키지 기판(100) 상에 배치되며 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)과 전기적으로 연결되는 수직 도전성 커넥터들(350), 제1 패키지 기판(100) 상에서 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)을 커버하며 수직 도전성 커넥터들(350)의 일단부들을 노출시키는 제1 밀봉 부재(300), 및 제1 밀봉 부재(300) 상에서 수직 도전성 커넥터들(350)과 전기적으로 연결되는 인터포저(400)를 포함할 수 있다.The lower package (P1) may include a first package substrate (100), at least one first semiconductor chip (200) mounted on the first package substrate (100), vertical conductive connectors (350) disposed on the first package substrate (100) and electrically connected to the at least one first semiconductor chip (200), a first sealing member (300) covering the at least one first semiconductor chip (200) on the first package substrate (100) and exposing one end of the vertical conductive connectors (350), and an interposer (400) electrically connected to the vertical conductive connectors (350) on the first sealing member (300).
도 9에 도시된 바와 같이, 하부 패키지(P1)는 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 하부 패키지(P1)는 상부면(401a)과 직교하고 제2 방향(Y 방향)과 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제1 하부 패키지 측면(S11) 및 제2 하부 패키지 측면(S12) 그리고 상기 제2 방향과 직교하는 제1 방향(X 방향)과 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제3 하부 패키지 측면(S13) 및 제4 하부 패키지 측면(S14)을 포함할 수 있다. 하부 패키지(P1)는 제1 평면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 하부 패키지(P1)의 상기 제1 방향으로 폭, 즉, 제1 하부 패키지 측면(S11)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이의 거리는 14.1mm일 수 있다.As illustrated in FIG. 9, the lower package (P1) may have a rectangular shape having four sides when viewed in a plan view. The lower package (P1) may include a first lower package side (S11) and a second lower package side (S12) that extend in a direction orthogonal to the upper surface (401a) and parallel to the second direction (Y direction) and face each other, and a third lower package side (S13) and a fourth lower package side (S14) that extend in a direction parallel to the first direction (X direction) orthogonal to the second direction and face each other. The lower package (P1) may have a first planar area. For example, a width of the lower package (P1) in the first direction, that is, a distance between the first lower package side (S11) and the second lower package side (S12), may be 14.1 mm.
하부 패키지(P1)은 상부면(401a), 즉, 인터포저(400)의 상부면(401a) 상에 상부 패키지 영역(UPR) 및 언더필 영역(DPR)을 포함할 수 있다. 인터포저(400)의 상부 본딩 패드들(430)은 상부 패키지 영역(UPR) 내에 배열될 수 있다. 상부 패키지 영역(UPR)의 일측부는 제1 하부 패키지 측면(S11)과 중첩될 수 있다. 언더필 영역(DPR)은 상부 패키지 영역(UPR)의 일측에 제2 하부 패키지 측면(S12)을 따라 연장할 수 있다. 언더필 영역(DPR)의 일측부는 제2 하부 패키지 측면(S12)과 중첩될 수 있다. 언더필 영역(DPR)의 상기 제1 방향으로의 길이(L1)는 적어도 0.5mm일 수 있다.The lower package (P1) may include an upper package region (UPR) and an underfill region (DPR) on the upper surface (401a), i.e., the upper surface (401a) of the interposer (400). Upper bonding pads (430) of the interposer (400) may be arranged in the upper package region (UPR). One side of the upper package region (UPR) may overlap with the first lower package side surface (S11). The underfill region (DPR) may extend along the second lower package side surface (S12) on one side of the upper package region (UPR). One side of the underfill region (DPR) may overlap with the second lower package side surface (S12). A length (L1) of the underfill region (DPR) in the first direction may be at least 0.5 mm.
도 10을 참조하면, 하부 패키지(P1) 상에 도전성 연결 부재들(650)을 매개로 상부 패키지(P2)를 적층할 수 있다.Referring to FIG. 10, an upper package (P2) can be laminated on a lower package (P1) via conductive connecting members (650).
예시적인 실시예들에 있어서, 상부 패키지(P2)는 제2 패키지 기판(610), 제2 패키지 기판(610)의 상부면 상에 실장된 적어도 하나의 제2 반도체 칩(620a, 620b), 적어도 하나의 제2 반도체 칩(620a, 620b)의 제2 칩 패드들(622a, 622b)을 제2 패키지 기판(610)의 상부면 상의 상부 기판 패드들(612)에 전기적으로 연결시키는 제2 도전성 연결 부재들(630), 및 제2 패키지 기판(610) 상에서 상기 적어도 하나의 제2 반도체 칩(620a, 620b)을 커버하는 제2 밀봉 부재(640)를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the upper package (P2) may include a second package substrate (610), at least one second semiconductor chip (620a, 620b) mounted on an upper surface of the second package substrate (610), second conductive connecting members (630) electrically connecting second chip pads (622a, 622b) of the at least one second semiconductor chip (620a, 620b) to upper substrate pads (612) on an upper surface of the second package substrate (610), and a second sealing member (640) covering the at least one second semiconductor chip (620a, 620b) on the second package substrate (610).
복수 개의 제2 반도체 칩들(620a, 620b)은 접착 부재들에 의해 제2 패키지 기판(610) 상에 순차적으로 적층될 수 있다. 상기 제2 도전성 연결 부재들서의 본딩 와이어들(630)은 제2 반도체 칩들(620a, 620b)의 제2 칩 패드들(622a, 622b)을 제2 패키지 기판(610)의 상부 기판 패드들(612)에 연결시킬 수 있다.A plurality of second semiconductor chips (620a, 620b) can be sequentially stacked on a second package substrate (610) by adhesive members. Bonding wires (630) of the second conductive connecting members can connect second chip pads (622a, 622b) of the second semiconductor chips (620a, 620b) to upper substrate pads (612) of the second package substrate (610).
상부 패키지(P2)는 와이어 본딩 방식에 의해 실장된 2개의 반도체 칩들을 포함하고 있지만, 상기 상부 패키지의 상기 제2 반도체 칩들의 개수, 실장 방법 등은 이에 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.The upper package (P2) includes two semiconductor chips mounted by a wire bonding method, but it will be understood that the number of the second semiconductor chips in the upper package, the mounting method, etc. are not limited thereto.
제2 반도체 칩(620a, 620b)은 메모리 회로를 포함하는 메모리 칩을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 반도체 칩은 에스램(SRAM) 장치, 디램(DRAM) 장치 등과 같은 휘발성 메모리 장치, 및 플래시 메모리(flash memory) 장치, 피램(PRAM) 장치, 엠램(MRAM) 장치, 알램(RRAM) 장치 등과 같은 불휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.The second semiconductor chip (620a, 620b) may include a memory chip including a memory circuit. For example, the second semiconductor chip may include a volatile memory device such as an SRAM device, a DRAM device, and the like, and a nonvolatile memory device such as a flash memory device, a PRAM device, an MRAM device, an RRAM device, and the like.
예시적인 실시예들에 있어서, 솔더 볼 어태치 공정에 의해 상부 패키지(P2)의 패키지 기판(610)의 하부면의 하부 기판 패드들(614) 상에 상기 도전성 연결 부재들로서의 솔더 볼들을 각각 형성한 후, 상기 도전성 연결 부재들을 매개로 하여 하부 패키지(P1) 상에 상부 패키지(P2)를 실장할 수 있다.In exemplary embodiments, solder balls as the conductive connecting members are respectively formed on the lower substrate pads (614) of the lower surface of the package substrate (610) of the upper package (P2) by a solder ball attach process, and then the upper package (P2) can be mounted on the lower package (P1) via the conductive connecting members.
도전성 연결 부재들(650)은 하부 패키지(P1) 및 상부 패키지(P2) 사이에 개재되어 이들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 도전성 연결 부재들(650)에 의해 상부 패키지(P2)와 하부 패키지(P1) 사이에는 갭(G)이 형성될 수 있다. 하부 패키지(P1)의 제2 패키지 기판(610)의 하부 기판 패드들(614) 상에 형성된 도전성 연결 부재들(650)은 인터포저(400)의 상부 패키지 영역(UPR) 내에 배열된 상부 본딩 패드들(430)에 접합될 수 있다.Conductive connecting members (650) can be interposed between the lower package (P1) and the upper package (P2) to electrically connect them. A gap (G) can be formed between the upper package (P2) and the lower package (P1) by the conductive connecting members (650). The conductive connecting members (650) formed on the lower substrate pads (614) of the second package substrate (610) of the lower package (P1) can be bonded to the upper bonding pads (430) arranged within the upper package region (UPR) of the interposer (400).
상부 패키지(P2)는 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 상부 패키지(P2)는 상부면과 직교하고 제2 방향(Y 방향)과 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제1 상부 패키지 측면(S21) 및 제2 상부 패키지 측면(S21)을 포함할 수 있다. 상부 패키지(P2)는 상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 상부 패키지(P2)의 상기 제1 방향으로 폭, 즉, 제1 상부 패키지 측면(S21)과 제2 상부 패키지 측면(S22) 사이의 거리는 12.4mm일 수 있다.The upper package (P2) may have a rectangular shape having four sides when viewed in a plan view. The upper package (P2) may include a first upper package side surface (S21) and a second upper package side surface (S21) that extend in a direction perpendicular to the upper surface and parallel to the second direction (Y direction) and face each other. The upper package (P2) may have a second planar area smaller than the first planar area. For example, the width of the upper package (P2) in the first direction, that is, the distance between the first upper package side surface (S21) and the second upper package side surface (S22), may be 12.4 mm.
상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상부 패키지 영역(UPR) 상에 배치될 수 있다. 상부 패키지(P2)의 제1 상부 패키지 측면(S21)은 하부 패키지(P1)의 제1 하부 패키지 측면(S11)과 서로 동일한 평면 상에 위치하고 제2 상부 패키지 측면(S22)은 제2 하부 패키지 측면(12)으로부터 기 설정된 거리(L1)만큼 이격되도록 배치되어 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상부면 상의 언더필 영역(DPR)을 노출시킬 수 있다. 상부 패키지(P2)의 중심의 위치가 하부 패키지(P1)의 중심(C1)에 대하여 제1 방향(-X 방향)으로 쉬프트되어 하부 패키지(P1)의 상부면(401a) 상에서 제2 상부 패키지 측면(S22)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이에 언더필 영역(DPR)을 제공할 수 있다.The upper package (P2) can be placed on the upper package region (UPR) of the lower package (P1). The first upper package side surface (S21) of the upper package (P2) is positioned on the same plane as the first lower package side surface (S11) of the lower package (P1), and the second upper package side surface (S22) is positioned spaced apart from the second lower package side surface (12) by a preset distance (L1), so that the upper package (P2) can expose an underfill region (DPR) on the upper surface of the lower package (P1). The position of the center of the upper package (P2) can be shifted in the first direction (-X direction) with respect to the center (C1) of the lower package (P1) to provide an underfill region (DPR) between the second upper package side surface (S22) and the second lower package side surface (S12) on the upper surface (401a) of the lower package (P1).
이 경우에 있어서, 댐 구조물(450)은 하부 패키지(P1)의 상부면 상의 언더필 영역(DPR) 내에서 제2 하부 패키지 측면(S12)에 인접하도록 제2 방향(Y 방향)을 따라 연장할 수 있다.In this case, the dam structure (450) can extend along the second direction (Y direction) adjacent to the second lower package side (S12) within the underfill region (DPR) on the upper surface of the lower package (P1).
도 11 및 도 12를 참조하면, 하부 패키지(P2)와 상부 패키지(P1) 사이에 언더필 부재(700)를 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 11 and 12, an underfill member (700) can be formed between the lower package (P2) and the upper package (P1).
도 11에 도시된 바와 같이, 디스펜서 노즐(20)을 제2 상부 패키지 측면(S22)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이의 언더필 영역(DPR)을 따라 제2 방향(Y 방향)으로 이동시키면서 액상의 언더필 수용액(70)을 하부 패키지(P2)와 상부 패키지(P1) 사이의 갭(G)에 디스펜싱할 수 있다. 예를 들면, 상기 언더필 수용액은 에폭시 물질을 포함할 수 있다. 상기 언더필 수용액은 언더필 영역(DPR)으로부터 하부 패키지(P2)와 상부 패키지(P1) 사이의 갭(G)으로 흐른 후, 경화되어 언더필 부재(700)를 형성할 수 있다.As illustrated in FIG. 11, a liquid underfill solution (70) may be dispensed into a gap (G) between a lower package (P2) and an upper package (P1) while moving the dispenser nozzle (20) in a second direction (Y direction) along the underfill region (DPR) between the second upper package side (S22) and the second lower package side (S12). For example, the underfill solution may include an epoxy material. The underfill solution may flow from the underfill region (DPR) into the gap (G) between the lower package (P2) and the upper package (P1), and then be cured to form an underfill member (700).
이 때, 댐 구조물(450)은 인터포저(400)의 상부면(401a) 상의 언더필 영역(DPR)에 디스펜싱되는 언더필 수용액(70)이 제2 하부 패키지 측면(S12)을 지나 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.At this time, the dam structure (450) can prevent the underfill solution (70) dispensed on the underfill region (DPR) on the upper surface (401a) of the interposer (400) from flowing out through the second lower package side (S12).
도 12에 도시된 바와 같이, 언더필 부재(700)는 언더필 영역(DPR)으로부터 수평 방향으로 연장하며 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2) 사이를 채우는 수평 연장부(710a) 및 언더필 영역(DPR)으로부터 수직 방향으로 연장하며 상부 패키지(P2)의 제2 상부 패키지 측면(S22)의 적어도 일부를 커버하는 수직 연장부(710b)를 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 12, the underfill member (700) may include a horizontal extension (710a) extending horizontally from the underfill region (DPR) and filling a space between the lower package (P1) and the upper package (P2), and a vertical extension (710b) extending vertically from the underfill region (DPR) and covering at least a portion of the second upper package side (S22) of the upper package (P2).
예를 들면, 수직 연장부(710b)의 하부 패키지(P1)의 상부면으로부터의 높이는 상부 패키지(P2)의 하부 패키지(P1)의 상부면으로부터의 높이의 30% 내지 80% 일 수 있다. 댐 구조물(450)의 하부 패키지(P1)의 상부면으로부터의 높이는 100㎛ 내지 500㎛의 범위 이내에 있을 수 있다.For example, the height from the upper surface of the lower package (P1) of the vertical extension (710b) may be 30% to 80% of the height from the upper surface of the lower package (P1) of the upper package (P2). The height from the upper surface of the lower package (P1) of the dam structure (450) may be within a range of 100 μm to 500 μm.
이에 따라, 하부 패키지(P1) 상에 상부 패키지(P2)를 보드 레벨에서 실장한 후, 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2) 사이에 언더필 공정을 수행하여 신뢰성이 확보된 도 1의 반도체 패키지를 완성할 수 있다.Accordingly, the upper package (P2) is mounted on the lower package (P1) at the board level, and then an underfill process is performed between the lower package (P1) and the upper package (P2) to complete the semiconductor package of Fig. 1 with secured reliability.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다. 도 14는 도 13의 D 부분을 나태는 확대 단면도이다. 상기 반도체 패키지는 수용 홈의 구성을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 반도체 패키지와 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.Fig. 13 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments. Fig. 14 is an enlarged cross-sectional view showing portion D of Fig. 13. The semiconductor package is substantially the same as the semiconductor package described with reference to Figs. 1 to 3 except for the configuration of the receiving groove. Accordingly, the same components are indicated by the same reference numerals, and further repetitive descriptions of the same components are omitted.
도 13 및 도 14를 참조하면, 반도체 패키지(11)의 하부 패키지(P1)는 하부 패키지(P1)의 상부면(401a) 상의 언더필 영역(DPR) 내에서 제2 하부 패키지 측면(S12)을 따라 연장하는 수용 홈(452)을 포함할 수 있다. 수용 홈(452)은 상부면(401a)으로부터 기 설정된 깊이를 가질 수 있다. 수용 홈(452)은 언더필 영역(DPR) 내에서 제2 하부 패키지 측면(S12)에 인접하도록 제2 방향(Y 방향)을 따라 연장할 수 있다.Referring to FIGS. 13 and 14, the lower package (P1) of the semiconductor package (11) may include an accommodation groove (452) extending along the second lower package side surface (S12) within an underfill region (DPR) on an upper surface (401a) of the lower package (P1). The accommodation groove (452) may have a preset depth from the upper surface (401a). The accommodation groove (452) may extend along a second direction (Y direction) adjacent to the second lower package side surface (S12) within the underfill region (DPR).
수용 홈(452)은 언더필 부재(700)의 일부를 수용할 수 있다. 수용 홈(452)은 인터포저(400)의 상부면(401a) 상의 언더필 영역(DPR)에 디스펜싱되는 언더필 부재가 제2 하부 패키지 측면(S12)을 지나 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.The receiving groove (452) can receive a portion of the underfill member (700). The receiving groove (452) can prevent the underfill member dispensed on the underfill region (DPR) on the upper surface (401a) of the interposer (400) from flowing out through the second lower package side (S12).
도 14에 도시된 바와 같이, 재배선 인터포저로서의 인터포저(400)는 제1 몰딩 부재(300) 상에 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 절연층들(410a, 410b, 410c)을 포함할 수 있다. 인터포저(400)는 제1 절연층(410a) 내에 구비되며 제1 몰딩 부재(300)에 의해 노출된 수직 도전성 커넥터(350)의 일단부 상에 형성된 하부 접속 패드(440) 및 제3 절연층(410c) 내에 구비되는 상부 본딩 패드(430)를 포함할 수 있다. 상부 본딩 패드(430) 및 하부 접속 패드(440)는 연결 배선(420)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.As illustrated in FIG. 14, the interposer (400) as a rewiring interposer may include first to third insulating layers (410a, 410b, 410c) sequentially laminated on a first molding member (300). The interposer (400) may include a lower connection pad (440) formed on one end of a vertical conductive connector (350) exposed by the first molding member (300) and provided in the first insulating layer (410a), and an upper bonding pad (430) provided in the third insulating layer (410c). The upper bonding pad (430) and the lower connection pad (440) may be electrically connected by a connecting wire (420).
수용 홈(452)은 제3 절연층(410c)을 포함한 복수 개의 절연층들(410a, 410b, 410c)에 레이저 가공 공정을 수행하여 형성될 수 있다. 수용 홈(452)은 제3 절연층(410c)의 상부면(401a)으로부터 기 설정된 깊이를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 깊이는 10㎛ 내지 250㎛의 범위 이내에 있을 수 있다.The receiving groove (452) can be formed by performing a laser processing process on a plurality of insulating layers (410a, 410b, 410c) including the third insulating layer (410c). The receiving groove (452) can have a preset depth from the upper surface (401a) of the third insulating layer (410c). For example, the depth can be within a range of 10 μm to 250 μm.
도 15은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 평면도이다. 상기 반도체 패키지는 상부 패키지의 배열, 언더필 부재와 댐 구조물의 구성을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 반도체 패키지와 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.Fig. 15 is a plan view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments. The semiconductor package is substantially the same as the semiconductor package described with reference to Figs. 1 to 3, except for the arrangement of the upper package, the configuration of the underfill member and the dam structure. Accordingly, the same components are indicated by the same reference numerals, and further, a repeated description of the same components is omitted.
도 15를 참조하면, 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1) 상에서 비대칭적(assymetric)으로 배열될 수 있다. 상부 패키지(P2)의 제2 상부 패키지 측면(S22)은 하부 패키지(P1)의 제2 하부 패키지 측면(S12)으로부터 기 설정된 거리만큼 이격되고 상부 패키지(P2)의 제4 상부 패키지 측면(S24)은 하부 패키지(P1)의 제4 하부 패키지 측면(S14)으로부터 기 설정된 거리만큼 이격되고 배치되어 하부 패키지(P1)의 상부면 상에 언더필 영역(DPR)을 정의할 수 있다. 상부 패키지(P2)의 제1 상부 패키지 측면(S21)은 하부 패키지(P1)의 제1 하부 패키지 측면(S11)과 서로 동일한 평면 상에 위치하고, 상부 패키지(P2)의 제3 상부 패키지 측면(S23)은 하부 패키지(P1)의 제3 하부 패키지 측면(S13)과 서로 동일한 평면 상에 위치할 수 있다. 언더필 영역(DPR)은 하부 패키지(P1)의 상부면(401a) 상에서 제2 상부 패키지 측면(S22)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이에 그리고 제4 상부 패키지 측면(S24)과 제2 하부 패키지 측면(S14) 사이에 정의될 수 있다.Referring to FIG. 15, the upper package (P2) can be arranged asymmetrically on the lower package (P1). The second upper package side (S22) of the upper package (P2) is spaced apart from the second lower package side (S12) of the lower package (P1) by a preset distance, and the fourth upper package side (S24) of the upper package (P2) is spaced apart from the fourth lower package side (S14) of the lower package (P1) by a preset distance and arranged so as to define an underfill region (DPR) on the upper surface of the lower package (P1). The first upper package side (S21) of the upper package (P2) can be positioned on the same plane as the first lower package side (S11) of the lower package (P1), and the third upper package side (S23) of the upper package (P2) can be positioned on the same plane as the third lower package side (S13) of the lower package (P1). An underfill region (DPR) can be defined between the second upper package side (S22) and the second lower package side (S12) on the upper surface (401a) of the lower package (P1) and between the fourth upper package side (S24) and the second lower package side (S14).
예시적인 실시예들에 있어서, 하부 패키지(P1)는 언더필 영역(DPR)으로부터 수직 방향으로 연장하며 상부 패키지(P2)의 제2 상부 패키지 측면(S22)의 적어도 일부를 커버하는 제1 수직 연장부(710b) 및 상부 패키지(P2)의 제4 상부 패키지 측면(S24)의 적어도 일부를 커버하는 제2 수직 연장부(710c)를 포함할 수 있다. 제1 수직 연장부(710b)는 하부 패키지(P1)의 상부면(401a) 상에서 제2 상부 패키지 측면(S22)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이에 구비되고, 제2 수직 연장부(710c)는 하부 패키지(P1)의 상부면(401a) 상에서 제4 상부 패키지 측면(S24)과 제2 하부 패키지 측면(S14) 사이에 구비될 수 있다.In exemplary embodiments, the lower package (P1) may include a first vertical extension (710b) that extends vertically from the underfill region (DPR) and covers at least a portion of a second upper package side (S22) of the upper package (P2) and a second vertical extension (710c) that covers at least a portion of a fourth upper package side (S24) of the upper package (P2). The first vertical extension (710b) may be provided between the second upper package side (S22) and the second lower package side (S12) on the upper surface (401a) of the lower package (P1), and the second vertical extension (710c) may be provided between the fourth upper package side (S24) and the second lower package side (S14) on the upper surface (401a) of the lower package (P1).
또한, 하부 패키지(P1)는 하부 패키지(P1)의 상부면 상의 언더필 영역(DPR) 내에서 제2 하부 패키지 측면(S12)에 인접하도록 제2 방향(Y 방향)을 따라 연장하는 제1 댐 구조물(450a) 및 언더필 영역(DPR) 내에서 제4 하부 패키지 측면(S14)에 인접하도록 제1 방향(X 방향)을 따라 연장하는 제2 댐 구조물(450b)을 포함할 수 있다. 제1 댐 구조물(450a)은 제1 수직 연장부(710b)의 외측면의 일부와 접촉하고 제2 댐 구조물(450b)은 제2 수직 연장부(710c)의 외측면의 일부와 접촉할 수 있다.Additionally, the lower package (P1) may include a first dam structure (450a) extending along the second direction (Y direction) adjacent to the second lower package side (S12) within the underfill region (DPR) on the upper surface of the lower package (P1) and a second dam structure (450b) extending along the first direction (X direction) adjacent to the fourth lower package side (S14) within the underfill region (DPR). The first dam structure (450a) may contact a portion of the outer surface of the first vertical extension portion (710b), and the second dam structure (450b) may contact a portion of the outer surface of the second vertical extension portion (710c).
도 16은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다. 상기 반도체 패키지는 하부 패키지의 구성을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 반도체 패키지와 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.Fig. 16 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments. The semiconductor package is substantially the same as the semiconductor package described with reference to Figs. 1 to 3, except for the configuration of the lower package. Accordingly, the same components are indicated by the same reference numerals, and a repeated description of the same components is omitted.
도 16을 참조하면, 반도체 패키지(12)는 하부 패키지(P1) 및 하부 패키지(P1) 상에 도전성 연결 부재들(650)을 매개로 하여 적층되는 상부 패키지(P2), 및 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2)에 개재되는 언더필 부재(700)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16, the semiconductor package (12) may include a lower package (P1), an upper package (P2) laminated on the lower package (P1) via conductive connecting members (650), and an underfill member (700) interposed between the lower package (P1) and the upper package (P2).
예시적인 실시예들에 있어서, 하부 패키지(P1)는 팬 아웃(fan out) 패키지를 포함할 수 있다. 하부 패키지(P1)는 하부 재배선층(100), 하부 재배선층(100) 상에 실장된 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200), 하부 재배선층(100) 상에 배치되며 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)과 전기적으로 연결되는 수직 도전성 필라들(360), 하부 재배선층(100) 상에서 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)을 커버하며 수직 도전성 필라들(360)의 상단부들을 노출시키는 제1 밀봉 부재(300), 제1 몰딩 부재(300) 상에서 수직 도전성 필라들(360)과 전기적으로 연결되는 상부 재배선층(400)을 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the lower package (P1) may include a fan out package. The lower package (P1) may include a lower redistribution layer (100), at least one first semiconductor chip (200) mounted on the lower redistribution layer (100), vertical conductive pillars (360) disposed on the lower redistribution layer (100) and electrically connected to the at least one first semiconductor chip (200), a first sealing member (300) covering the at least one first semiconductor chip (200) on the lower redistribution layer (100) and exposing upper portions of the vertical conductive pillars (360), and an upper redistribution layer (400) electrically connected to the vertical conductive pillars (360) on the first molding member (300).
하부 재배선층(100)은 상기 팬 아웃 패키지의 전면 재배선층(Front ReDistribution Layer, FRDL)일 수 있다. 하부 재배선층(100)은 제1 내지 제5 하부 절연막들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e) 및 적어도 2층의 적층된 제1 재배선들(120)을 포함할 수 있다. 제1 재배선들(120)은 수직하게 적층된 제1 내지 제3 하부 재배선들(120a, 120b, 120c)을 포함할 수 있다.The lower redistribution layer (100) may be a front redistribution layer (FRDL) of the fan out package. The lower redistribution layer (100) may include first to fifth lower insulating films (110a, 110b, 110c, 110d, 110e) and at least two layers of stacked first redistribution lines (120). The first redistribution lines (120) may include first to third lower redistribution lines (120a, 120b, 120c) that are vertically stacked.
상부 본딩 패드들(130)은 하부 재배선층(100)의 하부면으로부터 노출될 수 있다. 하부 본딩 패드들(140)은 하부 재배선층(100)의 하부면으로부터 노출될 수 있다. 상부 본딩 패드들(130)은 칩 실장 영역에 배치되는 제1 본딩 패드들(130a) 및 상기 칩 실장 영역을 둘러싸는 팬 아웃 영역에 배치되는 제2 본딩 패드들(130b)을 포함할 수 있다.The upper bonding pads (130) may be exposed from the lower surface of the lower redistribution layer (100). The lower bonding pads (140) may be exposed from the lower surface of the lower redistribution layer (100). The upper bonding pads (130) may include first bonding pads (130a) arranged in a chip mounting area and second bonding pads (130b) arranged in a fan out area surrounding the chip mounting area.
반도체 칩(200)은 하부 재배선층(100)의 팬-인 영역인 칩 실장 영역 내에 배치될 수 있다. 반도체 칩(200)은 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식에 의해 하부 재배선층(100)의 상부면 상에 실장될 수 있다. 반도체 칩(200)은 칩 패드들(210)이 형성된 전면(202), 즉, 활성면이 하부 재배선층(100)을 향하도록 배치될 수 있다. 반도체 칩(200)의 칩 패드들(210)은 도전성 범프들(220)에 의해 하부 재배선층(100)의 제1 재배선들(102)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 범프들(220)은 최상부 제1 재배선(120c) 상의 제1 본딩 패드들(130a) 상에 각각 접합될 수 있다. 예를 들면, 도전성 범프(220)은 마이크로 범프(uBump)를 포함할 수 있다.The semiconductor chip (200) may be placed in a chip mounting area, which is a fan-in area of the lower redistribution layer (100). The semiconductor chip (200) may be mounted on an upper surface of the lower redistribution layer (100) by a flip chip bonding method. The semiconductor chip (200) may be placed such that the front surface (202), i.e., the active surface, on which chip pads (210) are formed faces the lower redistribution layer (100). The chip pads (210) of the semiconductor chip (200) may be electrically connected to the first redistribution lines (102) of the lower redistribution layer (100) by conductive bumps (220). The conductive bumps (220) may be respectively bonded to the first bonding pads (130a) on the uppermost first redistribution line (120c). For example, the challenge bump (220) may include a micro bump (uBump).
수직 도전성 구조체들로서의 수직 도전성 필라들(360)은 하부 재배선층(100)의 상기 팬 아웃 영역에 위치하는 제2 본딩 패드들(130b) 상에 각각 배치될 수 있다.The vertical conductive pillars (360) as vertical conductive structures can be respectively arranged on the second bonding pads (130b) located in the fan out region of the lower redistribution layer (100).
제1 밀봉 부재(300)는 하부 재배선층(100)의 상부면 상에서 반도체 칩(200) 및 복수 개의 수직 도전성 필라들(360)을 커버할 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 수직 도전성 필라들(360)의 상단부들을 노출시킬 수 있다.The first sealing member (300) can cover the semiconductor chip (200) and the plurality of vertical conductive pillars (360) on the upper surface of the lower rewiring layer (100). The first sealing member (300) can expose the upper portions of the vertical conductive pillars (360).
상부 재배선층(400)은 제1 밀봉 부재(300)의 상부면 상에 배치될 수 있다. 상부 재배선층(400)은 적층된 제1 내지 제3 상부 절연막들(410a, 410b, 410c) 및 제1 내지 제3 상부 절연막들(410a, 410b, 410c) 내에 제2 재배선들(402)을 포함할 수 있다. 제2 재배선들(402)은 제1 및 제2 상부 재배선들(412, 422)을 포함할 수 있다. 상부 본딩 패드들(430)은 최상부 재배선으로서의 제2 상부 재배선들(422) 상에 각각 배치될 수 있다.The upper redistribution layer (400) may be disposed on the upper surface of the first sealing member (300). The upper redistribution layer (400) may include first to third upper insulating films (410a, 410b, 410c) that are laminated and second redistribution lines (402) within the first to third upper insulating films (410a, 410b, 410c). The second redistribution lines (402) may include first and second upper redistribution lines (412, 422). Upper bonding pads (430) may be disposed on each of the second upper redistribution lines (422) as the uppermost redistribution lines.
하부 패키지(P1)는 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 하부 패키지(P1)는 서로 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제1 하부 패키지 측면(S11) 및 제2 하부 패키지 측면(S12)을 포함할 수 있다. 하부 패키지(P1)는 제1 평면적을 가질 수 있다.The lower package (P1) may have a rectangular shape having four sides when viewed in a plan view. The lower package (P1) may include a first lower package side (S11) and a second lower package side (S12) that extend in a direction parallel to each other and face each other. The lower package (P1) may have a first planar area.
하부 패키지(P1)은 상부 재배선층(400)의 상부면 상에 상부 패키지 영역(UPR) 및 언더필 영역(DPR)을 포함할 수 있다. 상부 재배선층(400)의 상부 본딩 패드들(430)은 상부 패키지 영역(UPR) 내에 배열될 수 있다. 상부 패키지 영역(UPR)의 일측부는 제1 하부 패키지 측면(S11)과 중첩될 수 있다. 언더필 영역(DPR)은 상부 패키지 영역(UPR)의 일측에 제2 하부 패키지 측면(S12)을 따라 연장할 수 있다. 언더필 영역(DPR)의 일측부는 제2 하부 패키지 측면(S12)과 중첩될 수 있다. The lower package (P1) may include an upper package region (UPR) and an underfill region (DPR) on an upper surface of the upper redistribution layer (400). Upper bonding pads (430) of the upper redistribution layer (400) may be arranged within the upper package region (UPR). One side of the upper package region (UPR) may overlap with the first lower package side surface (S11). The underfill region (DPR) may extend along the second lower package side surface (S12) on one side of the upper package region (UPR). One side of the underfill region (DPR) may overlap with the second lower package side surface (S12).
예시적인 실시예들에 있어서, 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1) 상에 도전성 연결 부재들(650)을 매개로 하여 실장될 수 있다.In exemplary embodiments, the upper package (P2) may be mounted on the lower package (P1) via conductive connecting members (650).
상부 패키지(P2)는 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 상부 패키지(P2)는 서로 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제1 상부 패키지 측면(S21) 및 제2 상부 패키지 측면(S21)을 포함할 수 있다. 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 가질 수 있다.The upper package (P2) may have a rectangular shape having four sides when viewed in a plan view. The upper package (P2) may include a first upper package side (S21) and a second upper package side (S21) that extend in a direction parallel to each other and face each other. The upper package (P2) may have a second planar area smaller than the first planar area of the lower package (P1).
상부 패키지(P1)는 하부 패키지(P2) 상에서 비대칭적(assymetric)으로 배열될 수 있다. 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상부 패키지 영역(UPR) 상에 배치될 수 있다. 상부 패키지(P2)의 제1 상부 패키지 측면(S21)은 하부 패키지(P1)의 제1 하부 패키지 측면(S11)과 서로 동일한 평면 상에 위치하고 제2 상부 패키지 측면(S22)은 제2 하부 패키지 측면(12)으로부터 기 설정된 거리(L1)만큼 이격되도록 배치되어 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상부면 상의 언더필 영역(DPR)을 노출시킬 수 있다. 상부 패키지(P2)의 중심의 위치가 하부 패키지(P1)의 중심에 대하여 일방향으로 쉬프트되어 하부 패키지(P1)의 상부면 상에서 제2 상부 패키지 측면(S22)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이에 언더필 영역(DPR)을 제공할 수 있다.The upper package (P1) can be arranged asymmetrically on the lower package (P2). The upper package (P2) can be placed on the upper package region (UPR) of the lower package (P1). The first upper package side surface (S21) of the upper package (P2) is positioned on the same plane as the first lower package side surface (S11) of the lower package (P1), and the second upper package side surface (S22) is positioned spaced apart from the second lower package side surface (12) by a preset distance (L1), so that the upper package (P2) can expose an underfill region (DPR) on the upper surface of the lower package (P1). The position of the center of the upper package (P2) can be shifted in one direction with respect to the center of the lower package (P1) to provide an underfill region (DPR) between the second upper package side surface (S22) and the second lower package side surface (S12) on the upper surface of the lower package (P1).
예시적인 실시예들에 있어서, 언더필 부재(700)는 언더필 영역(DPR)으로부터 수평 방향으로 연장하며 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2) 사이를 채우는 수평 연장부(710a) 및 언더필 영역(DPR)으로부터 수직 방향으로 연장하며 상부 패키지(P2)의 제2 상부 패키지 측면(S22)의 적어도 일부를 커버하는 수직 연장부(710b)를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the underfill member (700) may include a horizontal extension (710a) extending horizontally from the underfill region (DPR) and filling a space between the lower package (P1) and the upper package (P2), and a vertical extension (710b) extending vertically from the underfill region (DPR) and covering at least a portion of the second upper package side (S22) of the upper package (P2).
또한, 하부 패키지(P1)는 상부 재배선층(400)의 상부면 상에 언더필 영역(DPR) 내에서 제2 하부 패키지 측면(S12)에 인접하도록 연장하는 댐 구조물(450)을 포함할 수 있다. 댐 구조물(450)은 상부 재배선층(400)의 상기 상부면 상에 기 설정된 높이를 가질 수 있다. 댐 구조물(450)은 언더필 부재(700)의 외측면의 일부와 접촉할 수 있다. 댐 구조물(450)은 상부 재배선층(400)의 상부면(401a) 상의 언더필 영역(DPR)에 디스펜싱되는 언더필 부재가 제2 하부 패키지 측면(S12)을 지나 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.Additionally, the lower package (P1) may include a dam structure (450) extending adjacent to the second lower package side surface (S12) within the underfill region (DPR) on the upper surface of the upper redistribution layer (400). The dam structure (450) may have a preset height on the upper surface of the upper redistribution layer (400). The dam structure (450) may contact a portion of an outer surface of the underfill member (700). The dam structure (450) may prevent the underfill member dispensed in the underfill region (DPR) on the upper surface (401a) of the upper redistribution layer (400) from flowing outward past the second lower package side surface (S12).
이하에서는, 도 16의 반도체 패키지를 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Below, a method for manufacturing the semiconductor package of Fig. 16 will be described.
도 17 내지 도 25는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 제조하는 방법을 나타내는 단면도들이다.FIGS. 17 to 25 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor package according to exemplary embodiments.
도 17을 참조하면, 캐리어 기판(C1) 상에 제1 재배선들(120)을 갖는 하부 재배선층(100)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 17, a lower redistribution layer (100) having first redistribution lines (120) can be formed on a carrier substrate (C1).
예시적인 실시예들에 있어서, 캐리어 기판(C1)은 상기 하부 재배선층 상에 복수 개의 반도체 칩들을 배치시키고 이들을 커버하는 몰딩 부재를 형성하기 위한 베이스 기판으로서의 웨이퍼 기판을 포함할 수 있다. 캐리어 기판(C1)은 반도체 공정이 수행되는 웨이퍼와 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 캐리어 기판(C1)은 실리콘 기판, 유리 기판, 비금속 또는 금속의 플레이트 등을 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the carrier substrate (C1) may include a wafer substrate as a base substrate for arranging a plurality of semiconductor chips on the lower re-wiring layer and forming a molding member covering them. The carrier substrate (C1) may have a shape corresponding to a wafer on which a semiconductor process is performed. For example, the carrier substrate (C1) may include a silicon substrate, a glass substrate, a non-metallic or metallic plate, etc.
캐리어 기판(C1)은 상기 반도체 칩이 실장되는 패키지 영역(PR) 및 패키지 영역(PR)을 둘러싸는 절단 영역(CR)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 캐리어 기판(C1) 상에 형성되는 하부 재배선층(100) 및 상기 몰딩 부재는 복수 개의 패키지 영역들(MR)을 구분하는 절단 영역(CR)을 따라 절단되어 개별화될 수 있다.The carrier substrate (C1) may include a package region (PR) on which the semiconductor chip is mounted and a cut region (CR) surrounding the package region (PR). As described below, the lower redistribution layer (100) formed on the carrier substrate (C1) and the molding member may be cut along the cut region (CR) that separates a plurality of package regions (MR) and may be individualized.
예시적인 실시예들에 있어서, 캐리어 기판(C1) 상에 하부 본딩 패드들(140)이 형성된 제1 하부 절연막(110a)을 형성할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 캐리어 기판(C1) 상에 이형 필름, 배리어 금속층, 시드층 및 상기 제1 하부 절연막을 형성한 후, 상기 제1 하부 절연막을 패터닝하여 제1 본딩 패드 영역들을 노출시키는 개구들을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 시드층 상에 도금 공정을 수행하여 상기 개구들 내에 하부 본딩 패드들(140)을 형성할 수 있다.In exemplary embodiments, a first lower insulating film (110a) having lower bonding pads (140) formed thereon may be formed on a carrier substrate (C1). Although not illustrated in the drawing, after forming a release film, a barrier metal layer, a seed layer, and the first lower insulating film on the carrier substrate (C1), the first lower insulating film may be patterned to form openings exposing the first bonding pad regions. Subsequently, a plating process may be performed on the seed layer to form lower bonding pads (140) within the openings.
예를 들면, 제1 하부 절연막(110a)은 폴리머, 유전막 등을 포함할 수 있다. 제1 하부 절연막(110a)은 감광성 절연 물질(PID), ABF와 같은 절연 필름 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 하부 절연막은 스핀 코팅 공정, 기상 증착 공정 등에 의해 형성될 수 있다.For example, the first lower insulating film (110a) may include a polymer, a dielectric film, etc. The first lower insulating film (110a) may include a photosensitive insulating material (PID), an insulating film such as ABF, etc. The first lower insulating film may be formed by a spin coating process, a vapor deposition process, etc.
하부 본딩 패드(140)는 범프 패드일 수 있다. 상기 범프 패드는 솔더 패드 또는 필라 패드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 본딩 패드는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The lower bonding pad (140) may be a bump pad. The bump pad may include a solder pad or a pillar pad. For example, the lower bonding pad may include copper (Cu), aluminum (Al), tin (Sn), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), or an alloy thereof.
이어서, 제1 하부 절연막(110a) 상에 하부 본딩 패드들(140)을 커버하는 제2 하부 절연막(110b)을 형성한 후, 제2 하부 절연막(110b)을 패터닝하여 하부 본딩 패드들(140)의 적어도 일부분들을 각각 노출시키는 제1 개구들을 형성할 수 있다. Next, a second lower insulating film (110b) covering the lower bonding pads (140) is formed on the first lower insulating film (110a), and then the second lower insulating film (110b) is patterned to form first openings exposing at least a portion of each of the lower bonding pads (140).
이후, 제2 하부 절연막(110b) 상에 상기 제1 개구들을 통해 하부 본딩 패드들(140)과 각각 전기적으로 연결되는 제1 하부 재배선들(120a)을 형성할 수 있다.Thereafter, first lower re-wires (120a) electrically connected to the lower bonding pads (140) through the first openings can be formed on the second lower insulating film (110b).
예를 들면, 제1 하부 재배선(120a)은 제2 하부 절연막(110b)의 일부 및 상기 제1 개구 내에 시드막을 형성한 후, 상기 시드막을 패터닝하고 전해 도금 공정을 수행함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 제1 하부 재배선(120a)의 적어도 일부는 상기 제1 개구를 통해 하부 본딩 패드(140)와 직접 접촉할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 하부 재배선은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.For example, the first lower redistribution line (120a) can be formed by forming a seed film on a portion of the second lower insulating film (110b) and within the first opening, and then patterning the seed film and performing an electrolytic plating process. Accordingly, at least a portion of the first lower redistribution line (120a) can be in direct contact with the lower bonding pad (140) through the first opening. For example, the first lower redistribution line can include copper (Cu), aluminum (Al), tin (Sn), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), or an alloy thereof.
유사하게, 제2 하부 절연막(110b) 상에 제1 하부 재배선들(120a)을 커버하는 제3 하부 절연막(110c)을 형성하고, 제3 하부 절연막(110c)을 패터닝하여 제1 하부 재배선들(120a)의 적어도 일부분들을 노출시키는 제2 개구들을 형성할 수 있다. 이어서, 제3 하부 절연막(110c) 상에 상기 제2 개구들을 통해 제1 하부 재배선들(120a)과 각각 직접 접촉하는 제2 하부 재배선들(120b)을 형성할 수 있다.Similarly, a third lower insulating film (110c) covering the first lower re-wires (120a) can be formed on the second lower insulating film (110b), and the third lower insulating film (110c) can be patterned to form second openings exposing at least portions of the first lower re-wires (120a). Then, second lower re-wires (120b) that directly contact the first lower re-wires (120a) can be formed on the third lower insulating film (110c) through the second openings.
이후, 제3 하부 절연막(110c) 상에 제2 하부 재배선들(120b)을 커버하는 제4 하부 절연막(110d)을 형성하고, 제4 하부 절연막(110d)을 패터닝하여 제2 하부 재배선들(120b)의 적어도 일부분들을 노출시키는 제3 개구들을 형성할 수 있다. 이어서, 제4 하부 절연막(110d) 상에 상기 제3 개구들을 통해 제2 하부 재배선들(120b)과 각각 직접 접촉하는 제3 하부 재배선들(120c)을 형성할 수 있다.Thereafter, a fourth lower insulating film (110d) covering the second lower re-wires (120b) can be formed on the third lower insulating film (110c), and the fourth lower insulating film (110d) can be patterned to form third openings exposing at least parts of the second lower re-wires (120b). Subsequently, third lower re-wires (120c) that directly contact the second lower re-wires (120b) can be formed on the fourth lower insulating film (110d) through the third openings.
이후, 제4 하부 절연막(110d) 상에 제3 하부 재배선들(120c)을 커버하는 제5 하부 절연막(110e)을 형성할 수 있다.Thereafter, a fifth lower insulating film (110e) covering the third lower rewiring lines (120c) can be formed on the fourth lower insulating film (110d).
이에 따라, 제1 내지 제5 하부 절연막들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)을 갖는 하부 재배선층(100)을 형성할 수 있다. 하부 재배선층(100)은 팬 아웃 패키지의 전면 재배선층(Front ReDistribution Layer, FRDL)일 수 있다. 하부 재배선층(100)은 적어도 2층의 적층된 제1 재배선들(120)을 포함할 수 있다. 하부 본딩 패드들(140)은 하부 재배선층(100)의 하부면으로부터 노출될 수 있다. 제1 재배선들(120)은 수직하게 적층된 제1 내지 제3 하부 재배선들(120a, 120b, 120c)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 재배선층(100)의 두께는 5㎛ 내지 50㎛의 범위 이내에 있을 수 있다.Accordingly, a lower redistribution layer (100) having first to fifth lower insulating films (110a, 110b, 110c, 110d, 110e) can be formed. The lower redistribution layer (100) can be a front redistribution layer (FRDL) of a fan out package. The lower redistribution layer (100) can include at least two layers of stacked first redistribution lines (120). The lower bonding pads (140) can be exposed from a lower surface of the lower redistribution layer (100). The first redistribution lines (120) can include first to third lower redistribution lines (120a, 120b, 120c) that are vertically stacked. For example, the thickness of the first redistribution layer (100) can be within a range of 5 μm to 50 μm.
이어서, 하부 재배선층(100)의 상부면 상에 최상부 제1 재배선들(142) 상에 상부 본딩 패드들(162)을 형성할 수 있다.Next, upper bonding pads (162) can be formed on the uppermost first redistribution lines (142) on the upper surface of the lower redistribution layer (100).
예를 들면, 제5 하부 절연막(110e)을 패터닝하여 제3 하부 재배선들(120c)을 각각 노출시키는 개구들을 형성할 수 있다. 상기 개구들에 의해 노출된 제3 하부 재배선들(120c)은 최상부 재배선들일 수 있다. 상기 최상부 재배선의 일부는 재배선 패드 부분을 포함할 수 있다.For example, the fifth lower insulating film (110e) may be patterned to form openings that expose the third lower rewires (120c), respectively. The third lower rewires (120c) exposed by the openings may be uppermost rewires. A portion of the uppermost rewires may include a rewire pad portion.
이어서, 도금 공정에 의해 상기 개구들에 의해 노출된 제3 하부 재배선들(120c) 상에 상부 본딩 패드들(130)을 형성할 수 있다. 상기 상부 본딩 패드들은 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 상부 본딩 패드들은 제3 하부 재배선(120c)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 상부 본딩 패드들은 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 상부 본딩 패드들(130)은 패키지 영역(PR)의 중심 영역, 즉, 칩 실장 영역에 배치되는 제1 본딩 패드들(130a) 및 상기 칩 실장 영역을 둘러싸는 가장자리 영역에 배치되는 제2 본딩 패드들(130b)을 포함할 수 있다.Next, upper bonding pads (130) can be formed on the third lower re-wiring lines (120c) exposed by the openings by a plating process. The upper bonding pads can include a metal material. The upper bonding pads can include the same material as the third lower re-wiring line (120c). The upper bonding pads can include copper (Cu). The upper bonding pads (130) can include first bonding pads (130a) arranged in a central area of the package area (PR), that is, a chip mounting area, and second bonding pads (130b) arranged in an edge area surrounding the chip mounting area.
도 18을 참조하면, 하부 재배선층(100)의 상부면 상에 적어도 하나의 반도체 칩(200)을 실장시키고, 하부 재배선층(100)의 상부면 상의 반도체 칩(200) 둘레에 수직 도전성 필라들(360)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 18, at least one semiconductor chip (200) may be mounted on the upper surface of the lower redistribution layer (100), and vertical conductive pillars (360) may be formed around the semiconductor chip (200) on the upper surface of the lower redistribution layer (100).
예시적인 실시예들에 있어서, 하부 재배선층(100)의 가장자리 영역, 즉, 팬 아웃 영역에 위치하는 제2 본딩 패드들(130b) 상에 복수 개의 수직 도전성 필라들(360)을 각각 형성할 수 있다. 하부 재배선층(100) 상에 시드막 및 포토레지스트 패턴을 순차적으로 형성하고, 전해 도금 공정을 수행하여 상기 포토레지스트 패턴의 개구들 내에 도전성 물질을 채워 수직 도전성 필라들(360)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 수직 도전성 필라(360)는 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 수직 도전성 필라(360)의 하단부는 제2 본딩 패드(130b)와 접합될 수 있다. 이어서, 스트립 공정에 의해 상기 포토레지스트 패턴을 제거할 수 있다.In exemplary embodiments, a plurality of vertical conductive pillars (360) may be respectively formed on second bonding pads (130b) located in an edge region of the lower redistribution layer (100), i.e., a fan-out region. A seed film and a photoresist pattern may be sequentially formed on the lower redistribution layer (100), and an electrolytic plating process may be performed to fill the openings of the photoresist pattern with a conductive material to form the vertical conductive pillars (360). For example, the vertical conductive pillar (360) may include copper (Cu). The lower end of the vertical conductive pillar (360) may be bonded to the second bonding pad (130b). Subsequently, the photoresist pattern may be removed by a strip process.
이어서, 반도체 칩(200)은 하부 재배선층(100)의 팬-인 영역인 칩 실장 영역 내에 배치될 수 있다. 반도체 칩(200)은 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식에 의해 하부 재배선층(100)의 상부면 상에 실장될 수 있다. 반도체 칩(200)은 칩 패드들(210)이 형성된 전면(202), 즉, 활성면이 하부 재배선층(100)을 향하도록 배치될 수 있다. 반도체 칩(200)의 칩 패드들(210)은 도전성 범프들(220)에 의해 하부 재배선층(100)의 제1 재배선들(102)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 범프들(220)은 최상부 제1 재배선(120c) 상의 제1 본딩 패드들(130a) 상에 각각 접합될 수 있다. 예를 들면, 도전성 범프(220)은 마이크로 범프(uBump)를 포함할 수 있다.Next, the semiconductor chip (200) may be placed in a chip mounting area, which is a fan-in area of the lower redistribution layer (100). The semiconductor chip (200) may be mounted on an upper surface of the lower redistribution layer (100) by a flip chip bonding method. The semiconductor chip (200) may be placed such that the front surface (202), i.e., the active surface, on which chip pads (210) are formed faces the lower redistribution layer (100). The chip pads (210) of the semiconductor chip (200) may be electrically connected to the first redistribution lines (102) of the lower redistribution layer (100) by conductive bumps (220). The conductive bumps (220) may be respectively bonded to the first bonding pads (130a) on the uppermost first redistribution line (120c). For example, the challenge bump (220) may include a micro bump (uBump).
도 19를 참조하면, 하부 재배선층(100)의 상부면 상에서 반도체 칩(200) 및 복수 개의 수직 도전성 필라들(360)을 커버하는 제1 밀봉 부재(300)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 밀봉 부재(300)는 에폭시 몰딩 콤파운드(epoxy mold compound, EMC)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 반도체 칩(200)의 후면(204), 즉, 상부면을 커버하는 제1 밀봉부 및 반도체 칩(200) 둘레의 하부 재배선층(100)의 상부면을 커버하는 제2 밀봉부를 포함할 수 있다. 제1 밀봉 부재(300)는 수직 도전성 필라들(360)의 상단부들을 노출시킬 수 있다.Referring to FIG. 19, a first sealing member (300) covering a semiconductor chip (200) and a plurality of vertical conductive pillars (360) may be formed on an upper surface of a lower redistribution layer (100). For example, the first sealing member (300) may include an epoxy mold compound (EMC). The first sealing member (300) may include a first sealing portion covering a rear surface (204), i.e., an upper surface, of the semiconductor chip (200) and a second sealing portion covering an upper surface of the lower redistribution layer (100) around the semiconductor chip (200). The first sealing member (300) may expose upper portions of the vertical conductive pillars (360).
도 20 내지 도 22를 참조하면, 제1 밀봉 부재(300) 상에 수직 도전성 필라들(360)과 전기적으로 연결되는 제2 재배선들(402)을 갖는 상부 재배선층(400)을 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 20 to 22, an upper rewiring layer (400) having second rewiring lines (402) electrically connected to vertical conductive pillars (360) can be formed on a first sealing member (300).
도 20에 도시된 바와 같이, 제1 밀봉 부재(300)의 상부면 상에 제1 상부 절연막(410a)을 형성한 후, 제1 상부 절연막(410a)을 패터닝하여 수직 도전성 필라들(360)의 상단부들을 각각 노출시키는 개구들(411a)을 형성할 수 있다. 제1 상부 절연막(410a)은 폴리머, 유전막 등을 포함할 수 있다. 제1 상부 절연막(410a)은 기상 증착 공정, 스핀 코팅 공정 등에 의해 형성될 수 있다.As illustrated in FIG. 20, after forming a first upper insulating film (410a) on the upper surface of the first sealing member (300), the first upper insulating film (410a) may be patterned to form openings (411a) that expose the upper portions of the vertical conductive pillars (360), respectively. The first upper insulating film (410a) may include a polymer, a dielectric film, or the like. The first upper insulating film (410a) may be formed by a vapor deposition process, a spin coating process, or the like.
도 21에 도시된 바와 같이, 개구들(411a)에 의해 노출된 수직 도전성 필라들(360)의 일부분들 상에 그리고 상기 개구들 내에 시드막을 형성한 후, 상기 시드막을 패터닝하고 전해 도금 공정을 수행하여 제1 상부 재배선들(412)을 형성할 수 있다. 따라서, 제1 상부 재배선들(412)의 적어도 일부들은 개구들(411a)을 통해 수직 도전성 필라체들(360)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 상부 재배선은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 21, after forming a seed film on and within portions of the vertical conductive pillars (360) exposed by the openings (411a), the seed film may be patterned and an electroplating process may be performed to form first upper redistribution lines (412). Accordingly, at least portions of the first upper redistribution lines (412) may be electrically connected to the vertical conductive pillars (360) through the openings (411a). The first upper redistribution lines may include aluminum (Al), copper (Cu), tin (Sn), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), or an alloy thereof.
이후, 제1 상부 절연막(410a) 상에 제2 상부 절연막(410b)을 형성한 후, 제2 상부 절연막(410b)을 패터닝하여 제1 상부 재배선들(412)을 노출시키는 개구들(411b)을 형성할 수 있다.Thereafter, a second upper insulating film (410b) is formed on the first upper insulating film (410a), and then the second upper insulating film (410b) is patterned to form openings (411b) exposing the first upper re-wires (412).
도 22에 도시된 바와 같이, 제2 상부 절연막(410b) 상에 개구들(411b)을 통해 제1 상부 재배선들(412)과 각각 직접 접촉하는 제2 상부 재배선들(422)을 형성할 수 있다.As illustrated in Fig. 22, second upper re-wires (422) can be formed in direct contact with the first upper re-wires (412) through openings (411b) on the second upper insulating film (410b).
이에 따라, 제2 재배선들(402)은 적어도 2층의 적층된 제1 상부 재배선(412) 및 제2 상부 재배선(422)을 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 제1 상부 재배선(412)은 상기 제2 재배선들 중에서 최하위 재배선에 해당하고, 제2 상부 재배선(422)은 상기 제2 재배선들 중에서 최상부 재배선에 해당할 수 있다. Accordingly, the second rewiring lines (402) may include at least two layers of stacked first upper rewiring lines (412) and second upper rewiring lines (422). In this case, the first upper rewiring line (412) may correspond to the lowest rewiring line among the second rewiring lines, and the second upper rewiring line (422) may correspond to the highest rewiring line among the second rewiring lines.
이어서, 상기 최상부 재배선으로서의 제2 상부 재배선들(422) 상에 상부 본딩 패드들(430)을 각각 형성하고, 제2 상부 절연막(410b) 상에 제2 상부 재배선(422) 상의 상부 본딩 패드(430)의 적어도 일부를 노출시키는 제3 상부 절연막(410c)을 형성할 수 있다. 제3 상부 절연막(410c)은 패시베이션 막의 역할을 수행할 수 있다.Next, upper bonding pads (430) may be formed on the second upper re-wirings (422) as the uppermost re-wiring, respectively, and a third upper insulating film (410c) exposing at least a portion of the upper bonding pads (430) on the second upper re-wiring (422) may be formed on the second upper insulating film (410b). The third upper insulating film (410c) may serve as a passivation film.
이에 따라, 제1 밀봉 부재(300) 상에 후면 재배선층(BRDL, Backside ReDistribution Layer)으로서의 제2 재배선들(402)을 갖는 상부 재배선층(400)을 형성할 수 있다. 상부 재배선층(400)은 적층된 제1 내지 제3 상부 절연막들(410a, 410b, 410c) 및 제1 내지 제3 상부 절연막들(410a, 410b, 410c) 내에 제2 재배선들(402)을 포함할 수 있다. 제2 재배선(402)은 제1 및 제2 상부 재배선들(412, 422)을 포함할 수 있다.Accordingly, an upper redistribution layer (400) having second redistribution lines (402) as a backside redistribution layer (BRDL) can be formed on the first sealing member (300). The upper redistribution layer (400) can include first to third upper insulating films (410a, 410b, 410c) that are stacked and second redistribution lines (402) within the first to third upper insulating films (410a, 410b, 410c). The second redistribution line (402) can include first and second upper redistribution lines (412, 422).
상기 상부 재배선층의 상기 상부 절연막들 및 상기 상부 재배선들의 개수, 크기, 배치 등은 예시적으로 제공된 것이며, 본 발명이 이에 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.The number, size, arrangement, etc. of the upper insulating films and the upper redistribution lines of the upper redistribution layer are provided as examples, and it will be understood that the present invention is not limited thereto.
이후, 상부 재배선층(400)의 상부면 상에 절단 영역(CR)의 일변을 따라 연장하는 댐 구조물(450)을 포함할 수 있다. 댐 구조물(450)은 상부 재배선층(400)의 상기 상부면 상에 기 설정된 높이를 가질 수 있다. 후술하는 바와 같이, 댐 구조물(450)은 상부 재배선층(400)의 상부면 상에 디스펜싱되는 언더필 부재가 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.Thereafter, a dam structure (450) extending along one side of the cut region (CR) on the upper surface of the upper re-distribution layer (400) may be included. The dam structure (450) may have a preset height on the upper surface of the upper re-distribution layer (400). As described below, the dam structure (450) may prevent an underfill material dispensed on the upper surface of the upper re-distribution layer (400) from flowing out to the outside.
도 23을 참조하면, 캐리어 기판(C1)을 제거하고, 하부 재배선층(100)의 외측면, 즉, 하부면 상의 하부 본딩 패드들(140) 상에 외부 접속 부재들(180)을 형성하고, 소잉 공정을 통해 개별적인 하부 재배선층(100)으로 분리하여 개별적인 하부 패키지들(P1)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 23, the carrier substrate (C1) is removed, external connection members (180) are formed on the outer surface of the lower redistribution layer (100), i.e., the lower bonding pads (140) on the lower surface, and the individual lower redistribution layers (100) are separated through a sawing process to form individual lower packages (P1).
예시적인 실시예들에 있어서, 하부 재배선층(100)의 하부면 상의 하부 기판 패드들(140) 상에는 상기 외부 접속 부재들로서 솔더 볼들이 배치될 수 있다. 이어서, 소잉 공정에 의해 하부 재배선층(100)의 복수 개의 패키지 영역들(PR)을 구분하는 절단 영역(CR)을 따라 절단되어 복수 개의 하부 패키지들(P1)로 개별화될 수 있다.In exemplary embodiments, solder balls may be arranged as the external connection members on the lower substrate pads (140) on the lower surface of the lower redistribution layer (100). Subsequently, the lower redistribution layer (100) may be cut along a cutting region (CR) that separates a plurality of package regions (PR) by a sawing process to be individualized into a plurality of lower packages (P1).
하부 패키지(P1)는 하부 재배선층(100), 하부 재배선층(100) 상에 실장된 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200), 하부 재배선층(100) 상에 배치되며 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)과 전기적으로 연결되는 수직 도전성 필라들(360), 하부 재배선층(100) 상에서 적어도 하나의 제1 반도체 칩(200)을 커버하며 수직 도전성 필라들(360)의 상단부들을 노출시키는 제1 밀봉 부재(300), 제1 몰딩 부재(300) 상에서 수직 도전성 필라들(360)과 전기적으로 연결되는 상부 재배선층(400)을 포함할 수 있다.The lower package (P1) may include a lower redistribution layer (100), at least one first semiconductor chip (200) mounted on the lower redistribution layer (100), vertical conductive pillars (360) positioned on the lower redistribution layer (100) and electrically connected to the at least one first semiconductor chip (200), a first sealing member (300) covering the at least one first semiconductor chip (200) on the lower redistribution layer (100) and exposing upper portions of the vertical conductive pillars (360), and an upper redistribution layer (400) electrically connected to the vertical conductive pillars (360) on the first molding member (300).
하부 패키지(P1)는 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 하부 패키지(P1)는 서로 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제1 하부 패키지 측면(S11) 및 제2 하부 패키지 측면(S12)을 포함할 수 있다. 하부 패키지(P1)는 제1 평면적을 가질 수 있다.The lower package (P1) may have a rectangular shape having four sides when viewed in a plan view. The lower package (P1) may include a first lower package side (S11) and a second lower package side (S12) that extend in a direction parallel to each other and face each other. The lower package (P1) may have a first planar area.
하부 패키지(P1)은 상부 재배선층(400)의 상부면 상에 상부 패키지 영역(UPR) 및 언더필 영역(DPR)을 포함할 수 있다. 상부 재배선층(400)의 상부 본딩 패드들(430)은 상부 패키지 영역(UPR) 내에 배열될 수 있다. 상부 패키지 영역(UPR)의 일측부는 제1 하부 패키지 측면(S11)과 중첩될 수 있다. 언더필 영역(DPR)은 상부 패키지 영역(UPR)의 일측에 제2 하부 패키지 측면(S12)을 따라 연장할 수 있다. 언더필 영역(DPR)의 일측부는 제2 하부 패키지 측면(S12)과 중첩될 수 있다. The lower package (P1) may include an upper package region (UPR) and an underfill region (DPR) on an upper surface of the upper redistribution layer (400). Upper bonding pads (430) of the upper redistribution layer (400) may be arranged within the upper package region (UPR). One side of the upper package region (UPR) may overlap with the first lower package side surface (S11). The underfill region (DPR) may extend along the second lower package side surface (S12) on one side of the upper package region (UPR). One side of the underfill region (DPR) may overlap with the second lower package side surface (S12).
도 24를 참조하면, 하부 패키지(P1) 상에 도전성 연결 부재들(650)을 매개로 상부 패키지(P2)를 적층할 수 있다.Referring to FIG. 24, an upper package (P2) can be laminated on a lower package (P1) via conductive connecting members (650).
예시적인 실시예들에 있어서, 솔더 볼 어태치 공정에 의해 상부 패키지(P2)의 패키지 기판(610)의 하부면의 하부 기판 패드들(614) 상에 상기 도전성 연결 부재들로서의 솔더 볼들을 각각 형성한 후, 상기 도전성 연결 부재들을 매개로 하여 하부 패키지(P1) 상에 상부 패키지(P2)를 실장할 수 있다.In exemplary embodiments, solder balls as the conductive connecting members are respectively formed on the lower substrate pads (614) of the lower surface of the package substrate (610) of the upper package (P2) by a solder ball attach process, and then the upper package (P2) can be mounted on the lower package (P1) via the conductive connecting members.
도전성 연결 부재들(650)은 하부 패키지(P1) 및 상부 패키지(P2) 사이에 개재되어 이들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 도전성 연결 부재들(650)에 의해 상부 패키지(P2)와 하부 패키지(P1) 사이에는 갭(G)이 형성될 수 있다. 하부 패키지(P1)의 제2 패키지 기판(610)의 하부 기판 패드들(614) 상에 형성된 도전성 연결 부재들(650)은 상부 재배선층(400)의 상부 패키지 영역(UPR) 내에 배열된 상부 본딩 패드들(430)에 접합될 수 있다.Conductive connecting members (650) may be interposed between the lower package (P1) and the upper package (P2) to electrically connect them. A gap (G) may be formed between the upper package (P2) and the lower package (P1) by the conductive connecting members (650). The conductive connecting members (650) formed on the lower substrate pads (614) of the second package substrate (610) of the lower package (P1) may be bonded to upper bonding pads (430) arranged within the upper package region (UPR) of the upper redistribution layer (400).
상부 패키지(P2)는 평면도에서 보았을 때 4개의 측면을 갖는 사각 형상을 가질 수 있다. 상부 패키지(P2)는 서로 평행한 방향으로 연장하며 서로 마주하는 제1 상부 패키지 측면(S21) 및 제2 상부 패키지 측면(S21)을 포함할 수 있다. 상부 패키지(P2)는 상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 가질 수 있다. The upper package (P2) may have a rectangular shape having four sides when viewed in a plan view. The upper package (P2) may include a first upper package side (S21) and a second upper package side (S21) that extend in a direction parallel to each other and face each other. The upper package (P2) may have a second planar area smaller than the first planar area.
상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상부 패키지 영역(UPR) 상에 배치될 수 있다. 상부 패키지(P2)의 제1 상부 패키지 측면(S21)은 하부 패키지(P1)의 제1 하부 패키지 측면(S11)과 서로 동일한 평면 상에 위치하고 제2 상부 패키지 측면(S22)은 제2 하부 패키지 측면(12)으로부터 기 설정된 거리(L1)만큼 이격되도록 배치되어 상부 패키지(P2)는 하부 패키지(P1)의 상부면 상의 언더필 영역(DPR)을 노출시킬 수 있다. 상부 패키지(P2)의 중심의 위치가 하부 패키지(P1)의 중심에 대하여 일방향으로 쉬프트되어 하부 패키지(P1)의 상부면 상에서 제2 상부 패키지 측면(S22)과 제2 하부 패키지 측면(S12) 사이에 언더필 영역(DPR)을 제공할 수 있다.The upper package (P2) can be placed on the upper package region (UPR) of the lower package (P1). The first upper package side surface (S21) of the upper package (P2) is positioned on the same plane as the first lower package side surface (S11) of the lower package (P1), and the second upper package side surface (S22) is positioned spaced apart from the second lower package side surface (12) by a preset distance (L1), so that the upper package (P2) can expose an underfill region (DPR) on the upper surface of the lower package (P1). The position of the center of the upper package (P2) can be shifted in one direction with respect to the center of the lower package (P1) to provide an underfill region (DPR) between the second upper package side surface (S22) and the second lower package side surface (S12) on the upper surface of the lower package (P1).
이 경우에 있어서, 댐 구조물(450)은 하부 패키지(P1)의 상부면 상의 언더필 영역(DPR) 내에서 제2 하부 패키지 측면(S12)에 인접하도록 일방향을 따라 연장할 수 있다.In this case, the dam structure (450) can extend in one direction adjacent to the second lower package side (S12) within the underfill region (DPR) on the upper surface of the lower package (P1).
도 25를 참조하면, 도 11 및 도 12를 참조한 공정들과 동일하거나 유사한 공정들을 수행하여 하부 패키지(P2)와 상부 패키지(P1) 사이에 언더필 부재(700)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 25, an underfill member (700) can be formed between the lower package (P2) and the upper package (P1) by performing processes identical or similar to those referred to in FIGS. 11 and 12.
예시적인 실시예들에 있어서, 언더필 부재(700)는 언더필 영역(DPR)으로부터 수평 방향으로 연장하며 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2) 사이를 채우는 수평 연장부(710a) 및 언더필 영역(DPR)으로부터 수직 방향으로 연장하며 상부 패키지(P2)의 제2 상부 패키지 측면(S22)의 적어도 일부를 커버하는 수직 연장부(710b)를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the underfill member (700) may include a horizontal extension (710a) extending horizontally from the underfill region (DPR) and filling a space between the lower package (P1) and the upper package (P2), and a vertical extension (710b) extending vertically from the underfill region (DPR) and covering at least a portion of the second upper package side (S22) of the upper package (P2).
예를 들면, 수직 연장부(710b)의 하부 패키지(P1)의 상부면으로부터의 높이는 상부 패키지(P2)의 하부 패키지(P1)의 상부면으로부터의 높이의 30% 내지 80% 일 수 있다. 댐 구조물(450)의 하부 패키지(P1)의 상부면으로부터의 높이는 100㎛ 내지 500㎛의 범위 이내에 있을 수 있다.For example, the height from the upper surface of the lower package (P1) of the vertical extension (710b) may be 30% to 80% of the height from the upper surface of the lower package (P1) of the upper package (P2). The height from the upper surface of the lower package (P1) of the dam structure (450) may be within a range of 100 μm to 500 μm.
이에 따라, 하부 패키지(P1) 상에 상부 패키지(P2)를 보드 레벨에서 실장한 후, 하부 패키지(P1)와 상부 패키지(P2) 사이에 언더필 공정을 수행하여 신뢰성이 확보된 도 16의 반도체 패키지를 완성할 수 있다.Accordingly, the upper package (P2) is mounted on the lower package (P1) at the board level, and then an underfill process is performed between the lower package (P1) and the upper package (P2) to complete the semiconductor package of Fig. 16 with secured reliability.
전술한 반도체 패키지는 로직 소자나 메모리 소자와 같은 반도체 소자를 포함할 수 있다. 상기 반도체 패키지는, 예를 들어 중앙처리장치(CPU, MPU), 애플리케이션 프로세서(AP) 등과 같은 로직 소자, 예를 들어 에스램(SRAM) 장치, 디램(DRAM) 장치 등과 같은 휘발성 메모리 장치, 및 예를 들어 플래시 메모리 장치, 피램(PRAM) 장치, 엠램(MRAM) 장치, 알램(RRAM) 장치 등과 같은 불휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.The semiconductor package described above may include semiconductor devices such as logic devices or memory devices. The semiconductor package may include logic devices such as a central processing unit (CPU, MPU), an application processor (AP), volatile memory devices such as an SRAM device, a DRAM device, and nonvolatile memory devices such as a flash memory device, a PRAM device, an MRAM device, an RRAM device, and the like.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below.
10, 11, 12: 반도체 패키지 50: 디스펜서 노즐
100: 제1 패키지 기판, 하부 재배선층
130, 430: 상부 기판 패드 140, 440: 하부 기판 패드
180: 외부 접속 부재 200: 제1 반도체 칩
210: 제1 칩 패드 220: 도전성 범프
300: 제1 밀봉 부재 350: 수직 도전성 커넥터
360: 수직 도전성 필라 400: 인터포저, 상부 재배선층
450: 댐 구조물 452: 수용 홈
610: 제2 패키지 기판 620, 620a, 620b: 제2 반도체 칩
630: 제2 도전성 연결 부재 640: 제2 밀봉 부재
650: 도전성 연결 부재 700: 언더필 부재
710a: 수평 연장부 710b, 710c: 수직 연장부10, 11, 12: Semiconductor package 50: Dispenser nozzle
100: 1st package substrate, lower redistribution layer
130, 430: Top substrate pad 140, 440: Bottom substrate pad
180: Absence of external connection 200: First semiconductor chip
210: 1st chip pad 220: Conductive bump
300: First sealing member 350: Vertical conductive connector
360: Vertical challenge pillar 400: Interposer, upper redistribution layer
450: Dam structure 452: Receiving home
610: Second package substrate 620, 620a, 620b: Second semiconductor chip
630: Second conductive connecting member 640: Second sealing member
650: No challenging connection 700: No underfill
710a: Horizontal extension 710b, 710c: Vertical extension
Claims (10)
상기 하부 패키지 상에 도전성 연결 부재들을 매개로 적층되며, 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 상부 패키지 측면 및 상기 제1 상부 패키지 측면과 마주보는 제2 상부 패키지 측면을 구비하며, 상기 제1 상부 패키지 측면은 상기 하부 패키지의 상기 제1 하부 패키지 측면과 서로 동일한 평면 상에 위치하고 상기 제2 상부 패키지 측면은 상기 제2 하부 패키지 측면으로부터 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배치되어 상기 하부 패키지의 상부면 상에 언더필 영역을 정의하는 상부 패키지; 및
상기 하부 패키지의 상부면 상의 상기 언더필 영역으로부터 상기 하부 패키지와 상기 상부 패키지 사이의 공간으로 연장하는 언더필 부재를 포함하는 반도체 패키지.A lower package having a first lower package side surface extending in a first direction and perpendicular to the upper surface and a second lower package side surface facing the first lower package side surface;
An upper package having a first upper package side extending in the first direction and a second upper package side facing the first upper package side, the first upper package side being positioned on the same plane as the first lower package side of the lower package and the second upper package side being positioned so as to be spaced apart from the second lower package side by a preset distance, thereby defining an underfill area on an upper surface of the lower package; and
A semiconductor package comprising an underfill member extending from the underfill region on the upper surface of the lower package into a space between the lower package and the upper package.
상기 상부 패키지는 상기 제2 방향으로 연장하는 제3 상부 패키지 측면 및 상기 제3 상부 패키지 측면과 마주하는 제4 하부 패키지 측면을 구비하고,
상기 상부 패키지의 상기 제3 상부 패키지 측면은 상기 하부 패키지의 상기 제3 하부 패키지 측면과 서로 동일한 평면 상에 위치하고 상기 제4 상부 패키지 측면은 상기 제4 하부 패키지 측면으로부터 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배치되어 상기 하부 패키지의 상부면 상에 제2 언더필 영역을 정의하는 반도체 패키지.In the first paragraph, the lower package has a third lower package side extending in a second direction orthogonal to the first direction and a fourth lower package side facing the third lower package side,
The upper package has a third upper package side extending in the second direction and a fourth lower package side facing the third upper package side,
A semiconductor package in which the third upper package side surface of the upper package is positioned on the same plane as the third lower package side surface of the lower package, and the fourth upper package side surface is positioned at a predetermined distance from the fourth lower package side surface, thereby defining a second underfill region on an upper surface of the lower package.
제1 패키지 기판;
상기 제1 패키지 기판 상에 실장된 적어도 하나의 제1 반도체 칩;
상기 제1 패키지 기판 상에 배치되며 상기 적어도 하나의 제1 반도체 칩과 전기적으로 연결되는 수직 도전성 커넥터들;
상기 제1 패키지 기판 상에서 상기 적어도 하나의 제1 반도체 칩을 커버하며 상기 수직 도전성 커넥터들의 일단부들을 노출시키는 제1 밀봉 부재; 및
상기 제1 밀봉 부재 상에서 상기 수직 도전성 커넥터들과 전기적으로 연결되며 상부 접속 패드들을 갖는 인터포저를 포함하고,
상기 도전성 연결 부재들은 상기 인터포저의 상기 상부 접속 패드들 상에 각각 배치되는 반도체 패키지.In the first paragraph, the lower package
1st package substrate;
At least one first semiconductor chip mounted on the first package substrate;
Vertical conductive connectors disposed on the first package substrate and electrically connected to at least one first semiconductor chip;
A first sealing member covering the at least one first semiconductor chip on the first package substrate and exposing one end of the vertical conductive connectors; and
An interposer electrically connected to the vertical conductive connectors on the first sealing member and having upper connection pads,
A semiconductor package wherein the above conductive connecting members are respectively positioned on the upper connection pads of the interposer.
상기 제1 평면적보다 작은 제2 평면적을 가지며, 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 상부 패키지 측면 및 상기 제1 상부 패키지 측면과 마주보는 제2 상부 패키지 측면을 구비하며, 중심의 위치가 상기 하부 패키지의 중심에 대하여 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 쉬프트 정렬되어 상기 하부 패키지의 상부면 상에서 상기 제2 상부 패키지 측면과 상기 제2 하부 패키지 측면 사이에 언더필 영역을 정의하는 상부 패키지; 및
상기 하부 패키지의 상부면 상의 상기 언더필 영역으로부터 수평 방향으로 연장하며, 상기 하부 패키지와 상기 상부 패키지 사이를 채우는 언더필 부재를 포함하는 반도체 패키지.A lower package having a first lower package side surface having a first planar area, a first lower package side surface extending in a first direction and perpendicular to the upper surface, and a second lower package side surface facing the first lower package side surface;
An upper package having a second planar area smaller than the first planar area, the first upper package side extending in the first direction and a second upper package side facing the first upper package side, the center position of which is shifted and aligned in a second direction orthogonal to the first direction with respect to the center of the lower package, thereby defining an underfill region between the second upper package side and the second lower package side on the upper surface of the lower package; and
A semiconductor package including an underfill member extending horizontally from the underfill region on the upper surface of the lower package and filling a space between the lower package and the upper package.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18/667,838 US20240429110A1 (en) | 2023-06-20 | 2024-05-17 | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20230078817 | 2023-06-20 | ||
| KR1020230078817 | 2023-06-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240177682A true KR20240177682A (en) | 2024-12-27 |
Family
ID=94080567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230127040A Pending KR20240177682A (en) | 2023-06-20 | 2023-09-22 | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240177682A (en) |
-
2023
- 2023-09-22 KR KR1020230127040A patent/KR20240177682A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12218070B2 (en) | Semiconductor package and method of fabricating the same | |
| US10734367B2 (en) | Semiconductor package and method of fabricating the same | |
| US20130026650A1 (en) | Semiconductor device, semiconductor module structure configured by vertically stacking semiconductor devices, and manufacturing method thereof | |
| US8766441B2 (en) | Methods and apparatus for solder on slot connections in package on package structures | |
| US11107700B2 (en) | Semiconductor package method of fabricating semiconductor package and method of fabricating re-distribution structure | |
| US20250062221A1 (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| US12218092B2 (en) | Semiconductor package and method of manufacturing semiconductor package | |
| US7763983B2 (en) | Stackable microelectronic device carriers, stacked device carriers and methods of making the same | |
| US20240347508A1 (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| US20240145360A1 (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| KR20240177682A (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| US20240429110A1 (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| US20250336743A1 (en) | Semiconductor package | |
| US20250062213A1 (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| US20250062183A1 (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| KR20200066219A (en) | Semiconductor packages and methods of manufacturing the same | |
| KR20250047434A (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| US20250343190A1 (en) | Semiconductor package and method of fabricating the same | |
| KR20260021105A (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| KR102736602B1 (en) | Semiconductor packages and method of manufacturing semiconductor packages | |
| CN121443095A (en) | Semiconductor package | |
| KR20250088829A (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| KR20240063712A (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package | |
| KR20260000021A (en) | Semiconductor package | |
| KR20250076746A (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
| PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
| P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000 |
|
| P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000 |