KR101770464B1 - Device packages and method for forming same - Google Patents
Device packages and method for forming same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101770464B1 KR101770464B1 KR1020150075149A KR20150075149A KR101770464B1 KR 101770464 B1 KR101770464 B1 KR 101770464B1 KR 1020150075149 A KR1020150075149 A KR 1020150075149A KR 20150075149 A KR20150075149 A KR 20150075149A KR 101770464 B1 KR101770464 B1 KR 101770464B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- die
- package
- package substrate
- contact pad
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/93—Batch processes
- H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/481—Internal lead connections, e.g. via connections, feedthrough structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
-
- 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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/12105—Bump connectors formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bumps on chip-scale packages
-
- 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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16227—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
-
- 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
- H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/19—Manufacturing methods of high density interconnect preforms
-
- 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
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- 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
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
-
- 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
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
-
- 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
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
-
- 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
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73267—Layer and HDI connectors
-
- 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
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/81001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus
- H01L2224/81005—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus being a temporary or sacrificial substrate
-
- 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
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/83001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus
- H01L2224/83005—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus being a temporary or sacrificial substrate
-
- 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
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
- H01L2224/9212—Sequential connecting processes
- H01L2224/92122—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
- H01L2224/92125—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
-
- 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
- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
-
- 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 subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06513—Bump or bump-like direct electrical connections between devices, e.g. flip-chip connection, solder bumps
-
- 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 subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06517—Bump or bump-like direct electrical connections from device to substrate
-
- 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 subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06541—Conductive via connections through the device, e.g. vertical interconnects, through silicon via [TSV]
-
- 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 subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06555—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking
- H01L2225/06565—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking the devices having the same size and there being no auxiliary carrier between the devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15151—Shape the die mounting substrate comprising an aperture, e.g. for underfilling, outgassing, window type wire connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15158—Shape the die mounting substrate being other than a cuboid
- H01L2924/15159—Side view
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15313—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a land array, e.g. LGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1532—Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate
- H01L2924/1533—Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate the connection portion being formed both on the die mounting surface of the substrate and outside the die mounting surface of the substrate
- H01L2924/15331—Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate the connection portion being formed both on the die mounting surface of the substrate and outside the die mounting surface of the substrate being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/162—Disposition
- H01L2924/16235—Connecting to a semiconductor or solid-state bodies, i.e. cap-to-chip
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/162—Disposition
- H01L2924/16251—Connecting to an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. cap-to-substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
- H01L2924/1815—Shape
- H01L2924/1816—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body
- H01L2924/18162—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body of a chip with build-up interconnect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
일 실시형태의 디바이스 패키지는 패키지 기판과, 그 패키지 기판에 접합된 제1 및 제2 다이를 포함한다. 패키지 기판은 제1 컨택 패드와 복수의 범프 패드를 포함하는 빌드업 부분을 포함한다. 패키지 기판은 빌드업 부분에 부착된 유기 코어와, 제1 컨택 패드에 전기적으로 접속되어 상기 유기 코어를 통해 연장되는 쓰루 비아와, 상기 쓰루 비아 상의 제2 컨택 패드와, 상기 제2 컨택 패드 상의 커넥터와, 상기 유기 코어를 통해 연장되는 캐비티를 더 포함한다. 캐비티는 복수의 범프 패드를 노출시키고, 제1 다이는 캐비티 상에 배치되어 상기 복수의 범프 패드에 접합된다. A device package of an embodiment includes a package substrate and first and second die bonded to the package substrate. The package substrate includes a buildup portion including a first contact pad and a plurality of bump pads. The package substrate includes an organic core attached to a buildup portion, a through via extending through the organic core and electrically connected to the first contact pad, a second contact pad on the through via, and a connector on the second contact pad, And a cavity extending through the organic core. The cavity exposes a plurality of bump pads and the first die is disposed on the cavity and bonded to the plurality of bump pads.
Description
<우선권 주장 및 교차 참조><Priority claim and cross reference>
본 출원은 2014년 2월 14일에 출원한 미국 특허출원 번호 제14/181,305호의 일부 계속 출원(continuation-in-part)으로서, 이 출원은 여기에서의 인용에 의해 참조로 본 명세서에 포함된다. The present application is a continuation-in-part of U.S. Patent Application Serial No. 14 / 181,305, filed February 14, 2014, which is incorporated herein by reference in its entirety.
<배경><Background>
집적 회로 패키징 기술의 일 양태에 있어서, 개별 반도체 다이가 형성되어 처음에 분리된다. 그런 다음 이들 반도체 다이는 함께 접합되고, 그렇게 형성된 다이 스택은 그 다이 스택의 바닥(bottom) 다이 상에 있는 커넥터를 이용하여 패키지 기판(예, 인터포저, 인쇄 회로 기판 등) 등의 다른 패키지 구성요소에 접속될 수 있다. In one aspect of the integrated circuit packaging technique, separate semiconductor dies are formed and initially separated. These semiconductor dies are then joined together and the die stack thus formed can be connected to other package components such as a package substrate (e.g., interposer, printed circuit board, etc.) using a connector on the bottom die of the die stack Lt; / RTI >
최종 패키지는 3차원 집적 회로(Three-Dimensional Integrated Circuits, 3DIC)로서 알려져 있다. 다이 스택의 정상(top) 다이는 다이 스택의 하단 다이 내의 상호접속 구조(예, 기판 관통 비아(through-substrate via, TSV))를 통해 다른 패키지 구성요소에 전기적으로 접속될 수 있다. 그러나, 기존의 3DIC 패키지는 다수의 한계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접합된 다이 스택 및 다른 패키지 구성요소에 의해 대형 폼팩터가 초래될 수 있고 복잡한 방열 피처(feature)가 필요할 수 있다. 하단 다이의 기존의 상호접속 구조(예, TSV)는 제조하기에 고가이며 다이 스택의 상단 다이까지 도통 경로(예, 신호/전력 경로)가 길어질 수 있다. 더욱이, 전통적 3DIC, 구체적으로 고밀도의 땜납 볼(예, 패키지-온-패키지(PoP) 구성), 얇은 패키지 구조 등을 가진 패키지에는 땜납 브릿지, 변형(warpage) 및/또는 기타 폐해가 있을 수 있다.The final package is known as Three-Dimensional Integrated Circuits (3DIC). The top die of the die stack may be electrically connected to other package components via an interconnect structure (e.g., through-substrate via, TSV) in the bottom die of the die stack. However, existing 3DIC packages may include a number of limitations. For example, a bonded die stack and other package components may result in large form factors and may require complex heat dissipation features. Conventional interconnect structures (e.g., TSV) of the bottom die are expensive to fabricate and the conduction path (e.g., signal / power path) to the top die of the die stack may be long. Moreover, packages with conventional 3D ICs, specifically high density solder balls (e.g., package-on-package (PoP) configurations), thin package structures, etc., may have solder bridges, warpage, and / or other disruptions.
본 개시의 양태들은 첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 해당 산업계의 표준적 실무에 따라, 다양한 특징부를 실척으로 도시하지는 않는다. 사실상, 다양한 특징부의 치수는 설명의 편의상 임의대로 확대 또는 축소될 수 있다.
도 1a 내지 도 1n은 일부 실시형태에 따라 반도체 패키지를 제조하는 다양한 중간 스테이지의 단면도이다.
도 2는 일부 대안적 실시형태에 따른 반도체 패키지의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 일부 대안적 실시형태에 따라 반도체 패키지를 제조하는 다양한 중간 스테이지의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4l은 일부 실시형태에 따라 패키지 기판을 제조하는 다양한 중간 스테이지의 투시도이다.
도 5a와 도 5b는 일부 대안적 실시형태에 따른 반도체 패키지의 단면도이다.
도 6a와 도 6b는 일부 대안적 실시형태에 따른 패키지 기판의 단면도 및 평면도이다.
도 7a와 도 7b는 일부 대안적 실시형태에 따른 패키지 기판을 포함하는 디바이스 패키지의 단면도이다.
도 8a 내지 도 8n은 일부 대안적 실시형태에 따라 패키지 기판을 제조하는 다양한 중간 스테이지의 다른 도면들이다.
도 9a와 도 9b는 일부 대안적 실시형태에 따른 패키지 기판을 포함하는 디바이스 패키지의 단면도이다.
도 10은 일부 대안적 실시형태에 따른 패키지 기판을 포함하는 디바이스 패키지의 단면도이다.
도 11a와 도 11b는 일부 대안적 실시형태에 따른 패키지 기판을 포함하는 디바이스 패키지의 단면도이다.
도 12는 일부 대안적 실시형태에 따라 패키지를 형성하는 공정 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The aspects of the present disclosure are best understood from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. Depending on the industry standard practice, the various features are not shown in full scale. In fact, the dimensions of the various features may be scaled up or down arbitrarily for convenience of explanation.
1A-1N are cross-sectional views of various intermediate stages for fabricating semiconductor packages in accordance with some embodiments.
2 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to some alternative embodiments.
Figures 3A-3E are cross-sectional views of various intermediate stages for fabricating semiconductor packages in accordance with some alternative embodiments.
4A-4L are perspective views of various intermediate stages for fabricating a package substrate in accordance with some embodiments.
5A and 5B are cross-sectional views of a semiconductor package according to some alternative embodiments.
6A and 6B are cross-sectional and plan views of a package substrate according to some alternative embodiments.
7A and 7B are cross-sectional views of a device package including a package substrate according to some alternative embodiments.
8A-8N are different views of various intermediate stages for fabricating a package substrate in accordance with some alternative embodiments.
9A and 9B are cross-sectional views of a device package including a package substrate according to some alternative embodiments.
10 is a cross-sectional view of a device package including a package substrate according to some alternative embodiments.
11A and 11B are cross-sectional views of a device package including a package substrate according to some alternative embodiments.
12 is a process flow diagram for forming a package in accordance with some alternative embodiments.
이하의 설명에서는 제공하는 청구 대상의 상이한 특징을 구현하기 위해 다수의 상이한 실시형태 또는 예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해 구성요소 및 구성의 특정 실시예에 대해 후술한다. 물론 이들은 예시일뿐이며, 한정되는 것을 목적으로 하지 않는다. 예를 들어, 이어지는 설명에 있어서 제2 특징부 위(over) 또는 상(on)의 제1 특징부의 형성은 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉으로 형성되는 실시형태를 포함할 수도 있고, 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉하지 않도록 제1 및 제2 특징부 사이에 추가 특징부가 형성될 수 있는 실시형태도 또한 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 실시예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이 반복은 단순화 및 명확화를 위한 것이며, 그 자체가 설명하는 다양한 실시형태 및/또는 구성 간의 관계를 지시하지 않는다. The following description provides a number of different embodiments or examples for implementing different features of the claimed subject matter. Specific embodiments of components and configurations are described below to simplify the present disclosure. Of course, these are merely examples, and are not intended to be limiting. For example, in the following description, the formation of the first feature on the second feature over or on may include an embodiment in which the first and second features are formed in direct contact, And an additional feature may be formed between the first and second features such that the second feature is not in direct contact. In addition, the present disclosure may repeat the reference numerals and / or characters in various embodiments. This repetition is for simplicity and clarity and does not itself indicate the relationship between the various embodiments and / or configurations described.
또한, "아래(beneath)", "밑(below)", "하위(lower)", "위(above)", "상위(upper)" 등의 공간 관련 용어는 도면에 나타내는 바와 같이 한 요소 또는 특징부와 다른 요소(들) 또는 특징부(들)과의 관계를 설명함에 있어서 설명의 용이성을 위해 본 명세서에 이용될 수 있다. 공간 관련 용어는 도면에 나타내는 방위와 함께, 사용 또는 동작 시의 장치의 상이한 방위를 포함하는 것을 의도한다. 장치는 다른 식으로 지향(90도 또는 다른 방위로 회전)될 수 있으며 본 명세서에 사용한 공간 관련 기술자(descriptor)는 그에 따라 마찬가지로 해석될 수 있다.Also, terms related to space such as "beneath", "below", "lower", "above", "upper" May be used herein for ease of description in describing the relationship between a feature and other element (s) or feature (s). Spatial terms are intended to include different orientations of the device during use or operation, as well as the orientations shown in the figures. The device may be oriented differently (rotated to 90 degrees or other orientation) and the spatial descriptor used herein may be similarly interpreted accordingly.
다양한 실시형태들은 제1 입출력(I/O) 패드를 통해 하나 이상의 제2 다이(예, 로직 다이)에 전기적으로 접속된 복수의 제1 다이(예, 메모리 다이)와 제2 다이 상에 형성된 재배선층(redistribution layer, RDL)을 포함할 수 있다. 최종 다이 스택은 제2 I/O 패드 및 제2 다이의 RDL을 통해 인터포저(interposer), 패키지 기판, 인쇄 회로 기판 등의 또다른 패키지 구성요소에 접합될 수 있다. 패키지 기판은 캐비티를 포함할 수 있고, 제1 다이는 그 캐비티 내에 배치될 수 있다. 이에, 팬아웃 패키지(fan-out package) 상의 칩과 같은 3차원 집적 회로(3DIC)가 비교적 저가의 비교적 소형의 폼팩터로 구성될 수 있고 비교적 짧은 도통 경로(예, 신호/전력 경로)를 가질 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 방열 피처가 제1 및/또는 제2 다이의 대향면(opposite surface) 상에 독립적으로 형성될 수 있다.Various embodiments include a plurality of first die (e.g., memory die) electrically connected to one or more second die (e.g., logic die) through a first input / output (I / O) And a redistribution layer (RDL). The final die stack may be bonded to another package component, such as an interposer, a package substrate, a printed circuit board, etc., via the RDL of the second I / O pad and the second die. The package substrate may include a cavity, and the first die may be disposed within the cavity. Thus, a three-dimensional integrated circuit (3DIC), such as a chip on a fan-out package, can be configured with a relatively inexpensive relatively small form factor and can have a relatively short conduction path (e.g., signal / power path) have. Furthermore, one or more heat dissipation features may be independently formed on opposite surfaces of the first and / or second die.
도 1a 내지 도 1n은 다양한 실시형태에 따라 집적 회로(IC) 패키지(100: 도 1n 참조)를 제조하는 다양한 중간 스테이지의 단면도를 도시하고 있다. 도 1a는 복수의 다이(10)를 도시한다. 다이(10)는 기판, 액티브 디바이스, 및 상호접속층(도시 생략)을 포함할 수 있다. 기판은 벌크 실리콘 기판일 수 있지만, III족, IV족, 및 V족 원소를 비롯한 다른 반도체 재료가 사용될 수도 있다. 한편, 기판은 반도체 온 절연체(semiconductor-on-insulator, SOI) 구조를 포함할 수도 있다. 트랜지스터 등의 액티브 디바이스는 기판의 정상면 상에 형성될 수 있다. 상호접속층은 액티브 디바이스 및 기판 위에 형성될 수 있다.1A-1N illustrate cross-sectional views of various intermediate stages for fabricating an integrated circuit (IC) package 100 (see FIG. 1n) in accordance with various embodiments. 1A shows a plurality of
상호접속층은 기판 위에 형성된 층간 유전체(inter-layer dielectric, ILD) 및 금속간 유전체층(inter-metal dielectric layer, IMD)을 포함할 수 있다. ILD과 IMD는 k 값이 예컨대 약 4.0 또는 심지어 약 2.8 미만인 로우 k 유전체 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, ILD와 IMD는 실리콘 산화물, SiCOH, 및 기타를 포함한다. The interconnect layer may comprise an inter-layer dielectric (ILD) and an inter-metal dielectric layer (IMD) formed over the substrate. The ILD and IMD may be formed of a low k dielectric material with a k value of, for example, less than about 4.0 or even less than about 2.8. In some embodiments, the ILD and IMD include silicon oxide, SiCOH, and others.
하나 이상의 컨택 패드를 포함하는 컨택층(12)이 상호접속 구조 위에 형성되어, 그 상호접속층 내의 다양한 금속 라인 및 비아를 통해 액티브 디바이스에 전기적으로 연결될 수 있다. 컨택층(12) 내의 컨택 패드는 알루미늄 등의 금속 재료로 이루어질 수 있지만, 다른 금속 재료가 사용될 수도 있다. 패시베이션층(도시 생략)이 실리콘 산화물, 무도핑 실리케이트 유리, 실리콘 산질화물 등의 무기 재료로부터 컨택층(12) 위에 형성될 수 있다. 패시베이션층은 컨택층(12) 내의 접촉 패드의 가장자리부 위에서 연장되어 커버할 수 있다. 컨택 패드를 덮는 패시베이션층의 부분 내에 개구부가 형성되어 컨택층(12) 내의 컨택 패드의 적어도 일부를 노출시킨다. 다이(10)의 다양한 피처가 임의의 적절한 방법으로 형성될 수 있으나 여기에서는 더이상 상세하게 설명하지 않는다. 또한, 다이(10)가 웨이퍼(도시 생략) 내에 형성되어 단일화(singulated)될 수 있다. 다이(10) 상에서 기능 테스트가 이루어질 수 있다. 이에, 도 1a의 다이(10)는 하나 이상의 기능 품질 테스트를 통과한 양호(good) 다이라고 알려진 것만 포함할 수 있다.A
다음으로, 도 1b를 참조하면, 다이(10)가 캐리어(14) 상에 배치될 수 있다. 캐리어(14)는 적절한 재료, 예컨대 유리 또는 캐리어 테이프로 이루어질 수 있다. 다이(10)는 하나 이상의 접착층(도시 생략)을 통해 캐리어(14)에 부착될 수 있다. 접착층은 자외선(UV) 테이프, 왁스, 글루 등의 임의의 임시 접착 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 접착층은, 다이(10)를 캐리어(14) 상에 배치하기 전에 다이(10) 아래에 선택 사항으로 형성될 수 있는 다이 어태치막(die attach film, DAF)을 더 포함할 수 있다.Next, referring to FIG. 1B, a die 10 may be disposed on the
도 1c에서는, 다이(10) 사이의 갭을 충전하고 다이(10)의 정상면을 덮기 위해 성형 화합물(molding compound)(16)을 사용할 수 있다. 성형 화합물(16)은 에폭시 수지, 성형 언더필 등의 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 성형 화합물(16)을 형성하기 위한 적절한 방법은 압축 성형, 전사 성형, 액체 밀봉제(encapsulent) 성형 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 성형 화합물(16)은 액체 형태로 다이(10) 사이에 분배될 수 있다. 그런 다음 성형 화합물(16)을 응고시키기 위해 경화 공정이 수행될 수 있다. 1C, a
도 1d에서는, 다이(10) 상에 컨택층(12)(및 그 내부의 임의의 컨택 패드)을 노출시키기 위해 연삭 공정(예, 화학적 기계 연마(CMP) 또는 기계식 연삭)이나 에칭백 등의 평탄화 공정이 성형 화합물(16) 상에 수행될 수 있다. 다이(10)의 평면도(도시 생략)에서는, 성형 화합물(16)이 다이(10)를 둘러쌀 수 있다.1D, a planarization process such as a grinding process (e.g., chemical mechanical polishing (CMP) or mechanical grinding) or etching back to expose the contact layer 12 (and any contact pads therein) A process may be performed on the
도 1e는 다이(10)와 성형 화합물(16) 위에 재배선층(RDL)(18)을 형성하는 것을 도시하고 있다. 도 1e에 도시하는 바와 같이, RDL(18)은 성형 화합물(16) 위에서 다이(10)의 엣지부를 지나 측방향으로 연장될 수 있다. RDL(18)은 하나 이상의 폴리머층(22) 내에 형성된 상호접속 구조(20)를 포함할 수 있다. 폴리머층(22)은 스핀온 코팅 기법 등의 임의의 적절한 방법을 이용하여, 임의의 적절한 재료(예, 폴리이미드(PI), 폴리벤즈옥사졸(PBO), 벤조시클로부텐(BCB), 에폭시, 실리콘, 아크릴레이트, 나노 충전 페논 수지(nano-filled pheno resin), 실록산, 플루오르화 폴리머, 폴리노보넨 등)로 형성될 수 있따. 1E illustrates forming a redistribution layer (RDL) 18 over the
상호접속 구조(20)(예, 전도성 라인 및/또는 비아)가 폴리머층(22) 내에 형성되어 다이(10)의 컨택층(12)에 전기적으로 접속될 수 있다. 상호접속 구조(20)의 형성은 (예, 포토리소그래피 및 에칭 공정의 조합을 이용하여) 폴리머층(22)을 패터닝하는 단계와, 패터닝된 폴리머층(22) 내에 (예, 시드층을 적층하고 상호접촉 구조(20))의 형상을 규정하는 마스크층을 이용하여) 상호접속 구조(20)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상호접속 구조(20)는 구리나 구리 합금으로 형성될 수 있지만, 알루미늄, 금 등의 다른 금속도 사용할 수 있다. 상호접속 구조(20)는 다이(10) 내의 컨택층(12)(또 결과적으로 액티브 디바이스)의 컨택 패드에 전기적으로 접속될 수 있다. Interconnect structures 20 (e.g., conductive lines and / or vias) may be formed in the
도 1f와 도 1g는 RDL(18) 위에 커넥터(24)를 형성하는 것을 도시하고 있다. 특히, 커넥터(24, 26)는 다이(10)의 동일면 상에(즉, RDL(18)의 동일면 상에) 형성된다. 커넥터(24, 26)는 임의의 적절한 방법을 이용하여 임의의 적절한 재료(예, 구리, 땜납 등)로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 커넥터(24, 26)의 형성은 먼저, RDL(18)를 통해 다이(10) 내 액티브 디바이스에 전기적으로 접속되는 UBM(under bump metallurgies)(24'/26')의 형성을 포함할 수 있다. 커넥터(24, 26)는 다이(10)의 엣지부를 지나 측방향으로 연장되어 팬아웃 상호접속 구조를 형성할 수 있다. 이에, RDL(18)를 포함함으로써, 다이(10)에 접속되는 커넥터(24, 26)(예, 입출력 패드)의 수를 증가시킬 수 있다. 커넥터(24, 26)의 수가 증가하면, 후속 형성되는 IC 패키지(예컨대, 도 1n의 패키지(100))에 있어서 (예컨대, 시그널링 경로가 짧아짐에 따라) 대역폭이 증가하고 처리 속도가 상승할 수 있고, (예컨대, 전력 유도 경로가 짧아짐에 따라) 전력 소비가 저감할 수 있다.1F and 1G illustrate forming the
또한, 커넥터(24, 26)는 사이즈가 다를 수 있다. 예를 들어, 커넥터(24)는 피치가 약 40 ㎛ 이상인 마이크로범프일 수 있고, 커넥터(26)는 피치가 약 140 ㎛ 내지 약 150 ㎛인 C4(controlled collapse chip connection) 범프일 수 있다. 대안적 실시형태에 있어서, 커넥터(24, 26)는 상이한 치수를 포함할 수 있다. 이에, 도 1f와 도 1g에 도시하는 바와 같이, 커넥터(24)는 사이즈 차이를 고려하여 커넥터(26)보다 먼저 형성될 수 있다. Further, the
커넥터(24, 26)의 사이즈를 다르게 함으로써, 상이한 전기 디바이스(예, 다른 사이즈를 갖는 커넥터)들이 다이(10)에 접합될 수 있다. 예를 들어, 커넥터(24)는 다이(10)를 하나 이상의 다른 디바이스 다이(28)(도 1h 참조)에 전기적으로 접속시키는데 이용될 수 있고, 커넥터(26)는 다이(10)를 패키지 기판(30)(예, 인쇄 회로 기판, 인터포저 등, 도 1k 참조)에 전기적으로 접속시키는데 이용될 수 있다. 게다가, 커넥터(24, 26)가 다이(10)의 동일면 상에 형성되기 때문에, 상이한 전기 디바이스들도 다이(10)의 동일면에 접합될 수 있다. 다이(10) 및 RDL(18)의 특정 구성을 도시하고 있지만, 대안적 실시형태에서는 대안적 구성(예, RDL(18) 및/또는 커넥터(24/26)의 개수가 다른 구성)이 채택될 수 있다.By varying the size of the
도 1h에서는, 복수의 다이(32)가 커넥터(24)를 통해(예, 커넥터(24)를 리플로우함으로써) 다이(10)에 접합되어 다이 스택(10/32)을 형성할 수 있다. 다이(32)는 RDL(18)을 통해 다이(10) 내의 액티브 디바이스에 전기적으로 접속될 수 있다. 일부 실시형태에서는, 다이 스택(10/32)이, 다이(10)에 접합된 메모리 다이(32)(예, DRAM(dynamic random access memory) 다이)를 포함할 수 있는데, 다이(10)는 메모리 다이(32)에 대한 제어 기능성을 제공하는 로직 다이일 수 있다. 대안적 실시형태에 있어서, 다른 유형의 다이가 다이 스택(10/32) 내에 포함될 수도 있다. 다음으로, 도 1i에 도시하는 바와 같이, 다이(32)와 RDL(18) 사이에서 커넥터(24) 주위에 언더필(34)이 분배될 수 있다. 언더필(34)은 커넥터(24)를 지지할 수 있다. In FIG. 1h, a plurality of
도 1j는 임의의 적절한 방법을 이용하여 다이 스택(10/32)으로부터 캐리어(14)를 제거하는 것을 도시하고 있다. 예를 들어, 다이(10)와 캐리어(14) 사이의 접착이 UV 테이프로 이루어진 일 실시형태에서는, 접착층을 UV광에 노광시킴으로써 다이(10)가 제거될 수 있다. 계속해서, 다이 스택(10/34)이 단일화되어 IC 패키지로 패키징된다. 다이 스택(10/34)의 단일화는 적절한 픽 앤드 플레이스(pick-and-place) 툴의 이용을 포함할 수 있다. 1J illustrates removing
다음으로, 도 1k에 도시하는 바와 같이, 각각의 다이 스택(10/32)이 커넥터(26)를 통해 패키지 기판(30)에 접합될 수 있다. 다이 스택(10/32)을 패키지 기판(30)에 접합하기 위해 커넥터(26) 상에서 리플로우가 행해질 수 있다. 후속하여, 도 1l에 도시하는 바와 같이, 다이 스택(10/32)과 패키지 기판(30) 사이에서 커넥터(26) 주위에 언더필(46)이 분배될 수 있다. 언더필(46)은 언더필(34)과 실질적으로 같을 수 있다.Next, each die
패키지 기판(30)은 인터포저, 인쇄 회로 기판(PCB) 등일 수 있다. 예를 들어, 패키지 기판(30)은 코어(37)와, 코어(37)의 양면 상에 배치되는 하나 이상의 빌드업층(39)(도면부호 39A와 39B로 표시)을 포함할 수 있다. 전력, 접지 및/또는 신호층의 기능적 전기 용도를 제공하기 위해 상호접속 구조(38)(예, 전도성 라인, 비아 및/또는 쓰루 비아)가 패키지 기판(30) 내에 포함될 수 있다. 패키지 구조(30)의 다른 구성이 이용될 수도 있다.The
또, 패키지 기판(30)은 캐비티(36)를 포함할 수 있다. 캐비티(36)는 패키지 기판(30)을 통해 연장될 수 없다. 대신에, 빌드업층(39A)(예, 다이 스택(10/32)과 코어(37)의 동일면 상에 배치된 빌드업층(39))의 일부 또는 전부가 캐비티(36)를 형성하도록 패터닝될 수 있다. 도 1l에 도시하는 바와 같이, 캐버티(36)는 코어(37) 및/또는 빌드업층(39B)(다이 스택(10/32)과는 코어(37)의 대향면 상에 배치된 빌드업층(39))의 구성에 영향을 끼칠 수 없다. 패키지 기판(30)의 구성은 액티브 상호접속 구조(38)(예, 빌드업층(39A) 내의 전력, 접지, 및/또는 신호층)이 캐비티(36)를 피해 라우팅되도록 설계될 수 있다. 그렇기 때문에, 캐비티(36)는 패키지 기판(30)의 기능성과 실질적으로 간섭하지 않을 것이다. In addition, the
패키지 기판(30)은 임의의 적절한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4a 내지 도 4l은 다양한 실시형태에 따라 패키지 기판(30)을 제조하는 다양한 중간 스테이지의 투시도를 도시하고 있다. 도 4a에서, 코어(37)가 제공된다. 코어(37)는 구리-클래드 에폭시-함침 유리-클로스(cloth) 라미네이트, 구리-클래드 폴리이미드-함침 유리-클로스 라미네이트 등의 금속-클래드 절연 기재일 수 있다. 도 4b에 도시하는 바와 같이, 코어(37) 내에는, 예컨대 기계적 천공(drilling) 또는 밀링(milling) 공정을 이용하여 캐비티(36) 및/또는 쓰루홀(52)이 형성될 수 있다. 기계적 천공/밀링 공정은 코어(37)를 통해 쓰루홀(52)을 연장시킬 수 있다. 그러나, 기계적 천공/밀링 공정은 코어(37)를 통해 캐비티(36)를 연장시킬 수는 없다. The
다음으로, 도 4c에서, 쓰루홀(52)과 캐비티(36)의 표면이 예컨대 전기화학적 도금 공정을 이용하여 금속성 재료(54)로 도금될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 금속성 재료(54)는 구리를 포함할 수 있다. 쓰루홀(52)의 도금은 코어(37)의 한면으로부터 다른 면까지 전기 접속을 제공하는 쓰루 비아를 형성할 수 있다. 더욱이, 캐비티(36)의 표면 상의 금속성 재료(54')는 후속의 공정 단계(도 4k 참조)에서 레이저 정지층으로서 기능할 수 있다. 도 4d에서, 캐비티(36)와 쓰루홀(52)은 적절한 재료(56)(예, 잉크)로 충전될 수 있다. 재료(56)는 코어(37) 위에 하나 이상의 빌드업층을 형성하기 위해 실질적으로 수평면(level surface)을 제공하도록 캐비티(36)/쓰루홀(52)을 충전할 수 있다. 연삭 또는 다른 평탄화 기법이 코어(37) 상에 행해질 수도 있다. Next, in Fig. 4C, the surfaces of the through
도 4e 내지 도 4i에 도시하는 바와 같이, 상호접속 구조(38)를 갖는 하나 이상의 층(39)이 코어(37)의 어느 한면 상에 형성될 수 있다. 빌드업층(39)의 형성은, 예컨대 도 4e에 도시하는 바와 같이 구리를 포함하는 전도성층(58)으로 코어(37)를 도금하는 단계를 포함할 수 있다. 다음으로, 도 4f와 도 4g에 도시하는 바와 같이, 전도성층(58)은 전도성 라인(38')을 형성하도록 패터닝될 수 있다. 전도성층(58)의 패터닝은 전도성층(58) 위에 건조막(60)(예, 포토레지스트)를 라미네이트하는 단계와, 건조막(60)을 (예, 적절한 노출 기법을 이용해) 패터닝하는 단계와, 패터닝된 건조막(60)을 마스크로서 이용하여 전도성층(58)을 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. 이어서, 건조막(60)이 제거될 수 있다. One or
도 4h에서, 빌드업층(39')이 전도성 라인(38') 위에 라미네이트될 수 있다(희미하게 도시). 빌드업층(39')의 라미네이트는 경화 공정(예, 열처리 또는 가압 처리)을 포함할 수 있다. 빌드업층(39') 내에 (예, 레이저 천공을 통해) 개구부(62)가 패터닝될 수 있으며, 개구부(62)는 전도성 라인(38')과 얼라인될 수 있다. 도 4i에 도시하는 바와 같이, 전도성 라인(38')을 형성하기 위한 도 4e 내지 도 4h에 도시하는 공정과 실질적으로 같은 공정(예, 전도성층 도금 및 패터닝)을 이용하여 추가 전도성 라인(38")이 빌드업층(39') 위에 형성될 수 있다. 또한, 전도성 라인(38")을 형성하는데 이용된 전도성층 도금 공정이 개구부(62)(도 4h에는 도시되지 않음)를 도금하여, 빌드업층(39')을 통해 전도성 라인(38', 38")을 상호접속하기 위한 전도성 비아(도시 생략)를 형성할 수 있다. 전도성 라인(38")은 개구부(62) 내에 형성된 전도성 비아와 얼라인하도록 패터닝될 수 있다. 도 4e 내지 도 4i에 도시하는 공정 단계는 패키지 기판(30) 내에 임의 개의 빌드업층(예, 전력, 접지, 및/또는 신호층)을 형성하기 위해 원하는 대로 반복될 수 있다. 더욱이, 도 4e 내지 도 4i가 코어(37)의 한면 상에만 상호접속 구조(38)/빌드업층(39)을 형성하는 것을 도시하고 있지만, 같은 공정이 코어(37)의 대향면 상에 상호접속 구조(38)/빌드업층(39)을 형성하는 데에도 적용될 수 있다.In FIG. 4h, a buildup layer 39 'may be laminated over the conductive line 38' (shown faintly). The laminate of the buildup layer 39 'may comprise a curing process (e.g., heat treatment or pressure treatment). The
도 4j에서는, 빌드업층(39) 위에 (예, 코어(37)의 양면 상에) 땜납 레지스트(64)가 형성될 수 있다. 다음으로, 도 4k에 도시하는 바와 같이, 캐비티(36)가 패키지 기판(30) 내에 패터닝될 수 있다. 캐비티(36)의 형성은, (예, 노출 기법을 이용하여) 땜납 레지스트(63)를 패터닝하는 단계와, 재료(54')를 레이저 정지층으로서 이용하여 빌드업층(39)을 레이저 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. 이에, 캐비티(36)는 패키지 기판(30)을 통해 연장될 수 없다. 더욱이, 땜납 레지스트(64)의 패터닝은 빌드업층(39) 내의 상호접속 구조(38)를 노출시키기 위해 캐비티(36) 주위에 개구부(도시 생략)를 패터닝할 수 있다. 이들 개구부는 패키지 기판(30) 상에 컨택 패드(66)를 형성하도록 적절한 재료(예, 니켈, 알루미늄 등)로 도금될 수 있다. 컨택 패드(66)는 빌드업층(39) 내의 상호접속 구조(38)에 전기적으로 접속될 수 있다. 계속해서, 도 4l에 도시하는 바와 같이, 다이 스택(10/32)과의 접합을 위해 컨택 패드(66) 상에 커넥터(68)(예, 땜납 볼)가 형성될 수 있다.4J, a solder resist 64 may be formed on the buildup layer 39 (e.g., on both sides of the core 37). Next, as shown in Fig. 4K, the
다시 도 1l를 참조하면, 다이 스택(10/34)이 패키지 기판(30)에 접합될 때에, 다이(32)는 적어도 부분적으로 캐비티(36) 내에 배치될 수 있다. 패키지(100)의 평면도(도시 생략)에서는, 캐비티(36)가 다이(32)를 둘러쌀 수 있다. 이에, 접합된 구조는 바람직하게, 비교적 소형의 폼팩터와 높은 대역폭을 가질 수 있다. 또, 다이(32)는 RDL(18) 및 커넥터(24/26)를 통해 패키지 기판(30)에 전기적으로 접속될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 다이(10)는 다이(32)를 패키지 기판(30)에 전기적으로 접속시키기 위한 기판 관통 비아(TSV)를 적게 포함하거나 실질적으로 포함하지 않을 수도 있다. TSV 수의 삭감으로 다이(10)를 제조하는 비용을 더 줄일 수 있다.Referring again to FIG. 11, when the
다음으로, 도 1m을 참조하면, 방열 피처(40)가 다이(10) 위에 배치된다. 방열 피처(40)는 RDL(18), 커넥터(24) 및 다이(32)와 대향하여 다이(10)의 표면 상에 배치될 수 있다. 방열 피처(40)는, 높은 열전도성, 예컨대 약 200 W/m·K(watts per meter kelvin) 내지 약 400 W/m·K 이상을 갖는 윤곽 덮개(contour lid)일 수 있으며, 금속, 금속 합금 등을 이용해 형성될 수 있다. 예를 들어, 방열 피처(40)는 Al, Cu, Ni, Co, 이들의 조합 등의 금속 및/또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 방열 피처(40)는 또한 예컨대 실리콘 탄화물, 알루미늄 질화물, 그래파이트 등의 복합 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 방열 피처(40)는 또한 성형 화합물(16)의 표면 위에서 연장될 수 있다.Next, referring to FIG. 1M, a
패키지 기판(30)과 다이(32)가 다이(10)의 양면 상에 배치되는 종래의 3DIC와 비교해서, 패키지(100)는 다이(32)나 패키지 기판(30)에 전기적으로 접속되는데 이용되지 않는 한 표면(10')을 다이(10)에 제공한다. 이에, 방열 피치(40)는 방열 향상을 위해 다이(10)의 표면(10') 상에 직접 배치될 수 있다.The
계면 재료(interfacing material)(42)가 방열 피처(40)와 다이(10)/성형 화합물(16) 사이에 배치될 수 있다. 계면 재료(42)는 열전도 재료(thermal interface material, TIM), 예컨대 약 3 W/m·K(watts per meter kelvin) 내지 약 5 W/m·K 이상의 양호한 열전도성을 갖는 폴리머를 포함할 수 있다. TIM이 양호한 열전도성을 가질 수 있기 때문에, TIM은 다이(10)와 방열 피처(40) 사이에 직접 배치(예, 접촉)될 수 있다. 또한, 계면 재료(42)는 방열 덮개(40)를 다이(10)/성형 화합물(16)에 부착하기 위한 접착제(예, 에폭시, 실리콘 수지 등)을 포함할 수 있다. 사용되는 접착제는 TIM보다 접착성은 뛰어나고 열전도성은 낮을 수 있다. 예를 들어, 사용되는 접착제는 열접착성이 약 0.5 W/m·K 미만일 수 있다. 그래서, 계면 재료(42)의 접착부는 방열 요구가 낮은 영역 위에(예, 성형 화합물(16)의 표면 위에) 배치될 수 있다.An interfacing
방열 피처(40)의 부착 후에, 패키지(100)에 표시하기 위해 마킹 공정(예, 레이저 마킹)이 행해질 수 있다. 또한 도 1n에 도시하는 바와 같이, 커넥터(26)와 다이 스택(10/32)에 대향하여 패키지 기판(30)의 표면 상에 커넥터(44)(예, 볼 드리드 어레이(BGA) 볼)가 배치된다. 커넥터(44)는 패키지(100)를 마더보드(도시 생략) 또는 전기 시스템의 또다른 디바이스 구성요소에 전기적으로 접속시키는데 이용될 수 있다. After attachment of the
도 1n은 완성된 패키지(100)를 도시한다. 다이(32)가 패키지 기판(30)의 캐비티(36) 내에 배치되기 때문에, 패키지(100)는 비교적 소형의 폼팩터와 높은 대역폭을 가질 수 있다. RDL(18)를 포함함으로써, 다이 스택(10/32)에 대해 I/O 패드의 수를 더 늘릴 수 있어, 속도 상승, 전력 소비 감소 등의 다양한 성능 장점이 가능하다. 게다가, 패키지 기판(30)과 다이(32)가 다이(10)의 동일면 상에 배치되어, 방열 피처(40)는 방열 향상을 위해 다이(10)의 한 면 상에 직접 배치될 수 있다.FIG. 1n shows the completed
도 2는 다양한 대안적 실시형태에 따른 패키지(200)의 단면도를 도시하고 있다. 패키지(200)는 실질적으로 패키지(100)와 유사하며 같은 도면 부호는 같은 요소를 표시한다. 한편, 방열 피처(40)에 포함될 수 있는 윤곽 링부(40')는 다이(10) 및 RDL(18)를 지나 패키지 기판(30)의 정상면까지 연장될 수 있다. 패키지(200)의 평면도(도시 생략)에서는, 윤곽 링부(40')가 다이(10)를 둘러쌀 수 있다. 윤곽 링부(40')는 방열 덮개(40)(예, 하이 Tk 재료)의 잔여부와 실질적으로 같은 재료로 형성되며 패키지(200)에 대해 추가 방열을 제공할 수 있다. 윤곽 링부(40')는 그 윤곽 링부(40')와 패키지 기판(30) 사이에 배치된 접착층(42') 등의 임의의 적절한 재료를 이용하여 패키지 기판(30)에 부착될 수 있다.FIG. 2 shows a cross-sectional view of a
도 3a 내지 도 3e는 대안적 실시형태에 따라 패키지(300)를 제조하는 다양한 중간 단계를 도시하고 있다. 도 3a는 다이(10) 위에 형성된 RDL(18)과 커넥터(26)를 구비한 복수의 다이(10)를 도시하고 있다. 도 2a에 도시하는 다양한 피처는 같은 도면부호가 같은 요소를 표시하는 도 1a 내지 도 1j에서 형성된 피처와 실질적으로 같은 단계를 이용하여 형성될 수 있으며, 이들 피처와 실질적으로 유사하다. 이에, 피처 및 그 형성에 관한 상세한 설명은 간결함을 위해 생략한다. 그러나, 도 2a에 도시하는 바와 같이, (RDL(18)과 커넥터(24)를 포함하는)다이(10)는 다이(32) 상에 접합되지 않고서 캐리어(예, 캐리어(14))로부터 분리될 수 있다. 또한, 커넥터(24)는 RDL(18) 위에 형성되지 않을 수도 있다. 대신에, 도 2a에 도시하는 구조는 RDL(18) 상에 실질적으로 같은 사이즈에 속하는 커넥터(26)를 포함한다. 예를 들어, 커넥터(26)는 C4 범프일 수 있다.3A-3E illustrate various intermediate steps for fabricating the
도 3b는 다이(10)의 (예컨대, 임의의 픽 앤드 플레이스 툴을 이용한 스크라이브 라인을 따른) 단일화와, 커넥터(26)를 통해 다이(10)를 패키지 기판(30)에 부착하는 것을 도시하고 있다. 특히, 다이(10)는 다이(32)가 패키지(300)에 부착되기 전에 패키지 기판(30)에 접합될 수 있다.Figure 3b illustrates unification of the die 10 (e.g., along a scribe line with any pick and place tool) and attachment of the die 10 to the
패키지(300) 내에서의 패키지 기판(30)의 구성은 패키지(100) 내의 구성으로부터 바뀔 수 있다. 예를 들어, 캐비티(36)는 패키지 기판(30)의 (동일면이 아니라)대향면 상에 배치될 수 있다. 패키지(300) 내에서, 다이(10)는 패키지 기판(30)의 표면(30A)에 접합될 수 있다. 표면(30A)은 실질적으로 수평일 수 있다. 패키지 기판(30)은 다이(10)와 대향하여 표면(30B)(예, 캐비티(36) 내)과 표면(30C)을 더 포함할 수 있다. 캐비티(36)를 포함함으로써, 표면(30B, 30C)은 실질적으로 수평하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 3b에 나타내는 방위에서는, 표면(30B)이 표면(30C)보다 높을 수 있다. The configuration of the
캐비티(36)를 갖는 패키지 기판(30)의 형성은, 코어(37), 빌드업층(39B)(예, 다이(10)와는 코어(37)의 대향면 상에 배치) 및/또는 빌드업층(39A)(예, 다이(10)와 코어(37)의 동일면 상에 배치)의 패터닝을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 캐비티(36)는 패키지 기판(30)을 통해 연장될 수 없다.The formation of the
도 3c는 패키지(300)의 다양한 다른 피처의 형성을 도시하고 있다. 예를 들어, 커넥터(26) 상에서 리플로우가 행해질 수 있고 언더필(46)이 커넥터(26) 주위에 분배될 수 있다. 커넥터(44)는 다이(10)와 대향하여 패키지 기판(30)의 표면(30C)에 부착될 수 있다. 또한, 방열 피처(40)가 다이(10)/성형 화합물(16) 위에 배치될 수 있다. 계면 재료(42)(예, TIM 및/또는 접착 재료를 포함)가 방열 피처(40)와 다이(10)/성형 화합물(16) 사이에 배치될 수 있다.FIG. 3C illustrates the formation of various other features of the
이어서, 다이(32)의 부착 전에 패키지(300)에 대해 기능 테스트가 행해질 수 있다. 예를 들어, 다이(10)와 패키지 기판(30) 사이의 전기 접속이 테스트될 수 있다. 패키지(300)가 테스트를 통과하면, 예컨대 도 3d에 도시하는 바와 같이 형성된 커넥터(24)를 이용하여, 다이(32)가 패키지(30)에 부착될 수 있다. 커넥터(24)는 다이(32)를 패키지(300)에 부착하기 전에 임의의 적절한 방법을 이용하여 다이(32) 상에 형성될 수 있다. 다이(32)의 부착 전에 패키지(300)에 대해 기능 테스트를 행함으로써, 다이(32)는 양호하다고 알려진 패키지에만 부착될 수 있다. 기능 테스트를 통과하지 못한 패키지는 다이(32)가 부착되지 않는다. 이에, 다이(32)를 불량 패키지에 부착하는 것을 피하여 비용 절감이 이루어질 수 있다.Functional testing may then be performed on the
커넥터(24)(예, 마이크로범프)는 임의의 적절한 방법을 이용하여 다이(32) 상에 형성될 수 있다. 커넥터(24)는 커넥터(26)와 사이즈가 다를 수도 있고, 커넥터(24)는 패키지 기판(30) 상의 컨택 패드에 부착될 수도 있다. 커넥터(24)는 패키지 기판(30) 내의 상호접속 구조(38)(예, 상호접속 구조(38')), 커넥터(26), 및 RDL(18)를 통해 다이(10)에 다이(32)를 전기적으로 접속시킬 수 있다.The connector 24 (e.g., micro-bumps) may be formed on the die 32 using any suitable method. The
다이(32)는 패키지 기판의 캐비티(36) 내에 배치될 수 있다. 패키지(300) 내에서, 다이(32)와 다이(10)는 패키지 기판(30)의 대향면 상에 배치될 수 있다. 다이(32) 부착은 패키지(300)를 뒤집는(예, 커넥터(24)가 상향을 향하게 하는) 단계와 다이(32)를 캐비티(36) 내에 얼라인하는 단계를 포함할 수 있다. (예, 다이(32)를 다이(10)/패키지 기판(30)에 전기적으로 접속시키기 위해) 커넥터(24) 상에 리플로우가 행해질 수 있고, 커넥터(24) 주위에 언더필(34)이 분배될 수 있다. The die 32 may be disposed within the
패키지(300)의 구성으로, 방열 피치(예, 방열 피치(70))가 표면 다이(32) 상에 배치될 수 있다. 계면 재료(72)가 방열 피치(70)와 다이(32) 사이에 배치되어, 계면 재료(72)는 다이(32)와 물리적으로 접촉할 수 있다. 방열 피처(70) 및 계면 재료(72)는 방열 피처(40) 및 계면 재료(42)와 각각 실질적으로 같을 수 있다. 이에, 대안적 제조 공정이 패키지(300)를 형성하는데 이용될 수 있다. With the configuration of the
도 5a와 도 5b는 반도체 패키지(400, 500)의 단면도를 각각 도시하고 있다. 패키지(400, 500)는 패키지(100)와 실질적으로 유사하며 같은 도면 부호는 같은 요소를 표시한다. 한편, 패키지(400, 500)는 복수의 다이(10)(도면부호 10A와 10B로 표시)를 더 포함할 수 있다. 다이(10A와 10B)는 동일한 팬아웃 패키지의 부분일 수 있다. 예를 들어, 다이(10A, 10B)는 성형 화합물(14)로 둘러싸일 수 있고, RDL(18)은 다이(10A, 10B)의 표면 상에 형성될 수 있다. RDL(18)는 다이(10A, 10B)를 다이(32)에 전기적으로 접속시킬 수 있다. 또한, 다이(10A, 10B)는 실질적으로 수평일 수 있다. 다이(10A, 10B)의 형성은 도 1a 내지 도 1j에 도시하는 공정과 실질적으로 같을 수 있지만, 단일화는 상이한 위치에서 행해질 수 있다(예, 픽 앤드 플레이스 툴을 위한 스크라이브 라인이 상이한 위치에 구성될 수 있다). 일부 실시형태에 있어서, 다이(32)는 (도 5a에 도시하는 바와 같이) 기판(30)에 형성된 캐비티 내에 배치될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 다이(32)는 (도 5b에 도시하는 바와 같이) 기판(30) 내의 쓰루홀(74)에 배치될 수 있다. 쓰루홀(74)은 예컨대 레이저 천공 공정을 이용하여 기판(30) 내에 형성될 수 있다.Figures 5A and 5B show cross-sectional views of
도 6a와 도 6b는 일부 대안적 실시형태에 따른 패키지 기판(150)의 단면도 및 평면도를 도시하고 있다. 도 6a는 단면도를 도시하고 도 6b는 평면도를 도시한다. 패키지 기판(150)은 코어리스 빌드업 부분(316)과 그 코어리스 빌드업 부분(316) 위의 라미네티이트 부분(318)을 포함한다. 다양한 실시형태에 있어서, 코어리스 빌드업 부분(316)은 씬 프로파일(thin profile)이라서(예, 코어가 없기 때문에), 고급 노드 애플리케이션에 통합되어 전체 씬 패키지 프로파일을 달성할 수 있다.6A and 6B illustrate cross-sectional and plan views of a
코어리스 빌드업 부분(316)은, 전도성 피처(102, 104, 108)를 포함하는 하나 이상의 빌드업층(106)(예, 유전체층) 등의 하나 이상의 매립 패턴 공정(embedded pattern process, EPP)층을 포함한다. 전도성 피처(102)는 코어리스 빌드업 부분(316)의 정상면(316A)에서 적어도 부분적으로 노출될 수 있고, 도전성 피처(102)의 노출부는 다이(예, 도 7a에서의 다이(202))를 패키지 기판(150)에 접합하기 위한 범프 패드로서 이용될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 전도성 피처(102)는 미세 피치 접합을 위해 약 40 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 피치를 가질 수 있다. 기판 설계에 따라 다른 실시형태에서는 전도성 피처(102)에 대한 다른 치수가 채용될 수도 있다. The
또한, 전도성 피처(102)는 전도성 피처(104)에 전기적으로 접속될 수 있다. 예를 들어, 전도성 피처(102, 104)를 전기적으로 접속시키는 전도성 상호접속 구조(예, 전도성 라인 및/또는 비아)를 갖는 하나 이상의 상호접속층(도시 생략)이 코어리스 빌드업 부분(316) 내에 형성될 수 있다. 한편, 전도성 피처(102)는 전도성 피처(104)에 물리적으로 접속될 수 있는 전도성 트레이스 라인일 수도 있다. 전도성 피처(104)는 비아(108)에 전기적으로 접속되어, 코어리스 빌드업 부분(316)의 바닥면(316B) 상의 컨택 패드(110)에 전기 접속을 제공하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 도시하는 실시형태에서는, 비아(108)가 유전체층(106)을 통해 연장된다. 코어리스 빌드업 부분(316)의 바닥면(316B) 상에 땜납 레지스트(122B)가 배치될 수 있고, 땜납 레지스트(122B) 내의 개구부가 컨택 패드(110)를 노출시킬 수 있다. 이어서, 외부 커넥터(예, 볼 그리드 어레이(BGA) 볼, 도 7a 참조)가 컨택 패드(110) 상에 배치될 수 있다. In addition, the
라미네이트 부분(318)은 코어리스 빌드업 부분(316) 위에 배치될 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 라미네이트 부분(318)은 유전체층(112)과 코어(114)를 통해 연장되는 비아(116)를 포함한다. 유전체 부분(112)은 코어(114)를 코어리스 빌드업 부분(316)에 접합하는데 이용될 수 있다. 라미네이트 부분(318)은 전도성 피처(102)에 접합된 다이(예, 도 7a의 다이(202))가 배치될 수 있는 캐비티(120)를 더 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 캐비티(120)는 횡치수(W)가 약 30 ㎛보다 크고 종치수(T)가 약 30 ㎛보다 클 수 있다.The
라미네이트 부분(318)은, 또다른 디바이스 다이, 또다른 디바이스 패키지(예, 도 7a의 패키지(204)) 등의 또다른 패키지 피처를 접합하는데 이용될 수 있는 컨택 패드(118)를 더 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 컨택 패드(118)는 미세 피치 접합을 위해 약 200 ㎛ 내지 약 400 ㎛의 피치를 가질 수 있다. 기판 설계에 따라, 전도성 피처(118)에 대한 다른 치수가 채용될 수도 있다. 도 6b의 패키지 기판(150)의 평면도에서 도시하는 바와 같이, 컨택 패드(118)(및 라미네이트 부분(318)의 다른 하부 피처)는 캐비티(120)와 노출된 전도성 피치(102)를 들러쌀 수 있다. The
비아(116)는 전도성 피치(104)에 전기적으로 접속되고, 비아(116)의 치수는, 다이(202)를 캐비티(120) 상에 배치하기에 충분한 스탠드오프 높이(예, 수직 치수(T))를 제공하도록 선택될 수 있다. 비아(116) 및 컨택 패드(118)는, 또다른 디바이스 패키지를 접합하기 위한 전통적인 대형의 땜납 볼 대신에 이용되어, 땜납 브릿징의 위험을 줄이고 수율을 높일 수 있다. 또한, 라미네이트 부분(318)의 코어(114)는 패키지 기판(150)의 변형 제어에 향상된 강성을 제공할 수 있다. 코어(114) 위에 땜납 레지스트(122A)가 배치될 수 있고, 땜납 레지스트(122A) 내에 개구부가 패터닝되어 컨택 패드(118)를 노출시킬 수 있다.The via 116 is electrically connected to the
도 7a와 도 7b는 도 6a와 도 6b에 도시하는 바와 같이 패키지 기판(150)을 구비한 패키지(250)의 단면도를 도시하고 있다. 캐비티(120) 내에 다이(202)가 배치되어, 커넥터(206)(예, BGA 볼, 마이크로범프, C4 범프 등)를 통해, 노출된 전도성 피처(102)에 접합될 수 있다. (도 7a에 도시하는 바와 같은)일부 실시형태에서는, 언더필(212)이 커넥터(206) 주위에 분배될 수 있다. (도 7b에 도시하는 바와 같은)다른 실시형태에서는, 성형 화합물(214)이 다이(202) 주위에 분배되어 적어도 부분적으로 캐비티(120)를 충전할 수 있다. 다이(202)는 (도 7b에 도시하는 바와 같이)성형 화합물(214)에 의해 노출될 수도 있고 또는 성형 화합물(214)이 다이(202)를 덮을 수도 있다(도시 생략). Figs. 7A and 7B show cross-sectional views of a
또한, 또다른 디바이스 패키지(204)가 커넥터(208)(예, BGA 볼, 마이크로범프, C4 범프 등)에 의해 컨택 패드(118)에 접합될 수 있다. 디바이스 패키지(204)는 하나 이상의 디바이스 다이 등의 다양한 피처(개별적으로 도시되지 않음)를 포함할 수 있는데, 이것은 다이 스택, 및 상호접속 구조(예, 다양한 팬아웃 RDL, 쓰루 비아, 패키지 기판, 인터포저 등)로 구성될 수도 또는 되지 않을 수도 있다. 일부 실시형태에 있어서, 패키지(204)는 다이내믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 패키지 등의 메모리 패키지일 수 있다. 도시하는 실시형태에 있어서, 패키지 기판(150)의 라미네이트 부분(318)은 패키지(204)와 접촉하는 일 없이 다이(202)를 캐비티(120) 내에 배치할 수 있도록 충분한 스탠드오프 높이를 제공한다. 외부 커넥터(210)는 코어리스 빌드업 부분(316)의 바닥면(316B)의 컨택 패드(110) 상에 배치될 수 있다. 외부 커넥터(210)는 인터포저, 패키지 기판, 인쇄 회로 기판 등의 또다른 패키지 구성요소에 패키지(250)를 접합하는데 이용될 수 있다. In addition, another
도 8a 내지 도 8n은 일부 실시형태에 따라 패키지 기판(150)을 제조하는 다양한 중간 단계의 단면도를 도시하고 있다. 기판(150)의 제조는 2개의 논리 스테이지로 구분될 수 있다. 제1 스테이지(도 8a 내지 도 8g에 도시)에서는, 임시의 구조적 지지를 위해 캐리어(302)를 이용하여 코어리스 빌드업 부분(316)이 형성된다. 후속하여, 제2 스테이지(도 8h 내지 도 8m에 도시)에서는, 캐비티(120)를 갖는 라미네이트 부분(318)이 코어리스 빌드업 부분(316) 위에 형성된다. 8A-8N illustrate cross-sectional views of various intermediate steps for fabricating a
이제 도 8a를 참조하면, 양면 상에 배치된 시드층(304)을 갖는 캐리어 기판(302)이 제공된다. 캐리어 기판(302)은 후속 처리 단계 동안의 빌드업층의 처리를 위해 임시의 기계적 및 구조적 지지를 제공한다. 일부 실시형태에 있어서, 캐리어(302)는 에폭시-함침 유리-파이버 라미네이트, 폴리머-함침 유리-파이버 라미네이트 등의 유기 코어 재료를 포함할 수 있다. 한편, 캐리어(302)는 스테인리스 스틸, 유리 등의 다른 재료를 포함할 수도 있다. Referring now to FIG. 8A, there is provided a
전도성 재료(예, 구리)를 포함하는 시드층(304)은 캐리어(302)의 양면 상에 형성된다. 시드층(304)은 임의의 적절한 공정을 이용하여 형성된다. 예를 들어, 캐리어(302)가 유기 코어 재료를 포함할 경우, 캐리어(302)의 양면 상에 전도성 포일(예, 구리 포일)을 라미네이트함으로써 시드층(304)이 형성될 수 있다. 또다른 예로서, 캐리어(302)가 스테인리스 스틸, 유리 등을 포함할 경우, 도금 또는 스퍼터링 공정을 이용하여 시드층(304)이 형성될 수도 있다.A
도 8a에 추가로 도시하는 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(306)가 시드층(304) 상에 형성된다(예, 패터닝된 포토레지스트(306)는 캐리어(302)의 양면 상에 형성된다). 예를 들어, 포토레지스트(306)는 각각의 시드층(304) 상에 블랭킷층으로서 코팅 또는 라미네이트될 수 있다. 다음으로, 포토레지스트(306)의 부분이 포토 마스크(도시 생략)을 이용하여 노출된다. 포토레지스트(306)의 노출부 또는 미노출부는 사용되는 레지스트가 네거티브인지 또는 포지티브인지에 따라 제거된다. 최종 패터닝된 포토레지스트(306)는 각각의 시드층(304)을 노출시키는 개구부(308)를 포함할 수 있다.A patterned
도 8b는 전도성 피처(102, 104)를 형성하기 위해 구리, 은, 금 등의 전도성 재료로 개구부(308)를 충전하는 것을 도시하고 있다. 기판 설계에 따라 전도성 피처(102)는 치수가 다를 수 있다. 예를 들어, 후속 공정 단계(예, 도 3n 참조)에서 디바이스 다이(202)를 접합하기 위한 범프 패드로서 전도성 피처(102)가 이용될 수 있고, 후속 공정 단계에서 쓰루 비아(예, 도 3i의 쓰루 비아(116))를 형성하기 위한 컨택으로서 전도성 피처(104)가 이용될 수 있다. 이에, 전도성 피처(102)는 전도성 피처(104)와 비교해 더 작은 피치 및/또는 폭을 가질 수 있다.8B illustrates filling
개구부(308)의 충전은 시드층(304)을 이용해서 전도성 재료로 개구부(308)를 도금(예, 전기화학적 도금)하는 단계를 포함할 수 있다. 전도성 재료가 개구부(308)를 과잉충전(overfill)할 수도 있어, 포토레지스트(306) 위의 전도성 재료의 초과 부분을 제거하기 위해 평탄화가 행해질 수 있다. 평탄화는 예컨대 화학적 기계 연마(CMP) 공정, 기계적 연삭 공정, 또는 기타 에칭백 기법을 포함할 수 있다. 계속하여, 포토레지스트(306)를 제거하기 위해 플라즈마 애싱 및/또는 습식 박리 공정이 이용될 수 있다. 선택사항으로, 플라즈마 애싱 공정 후에는, 구조를 세정하고 남아있는 포토레지스트 재료를 제거하기 위해 황산(H2SO4) 용액 속에서의 습식 침지가 이어질 수 있다.The filling of the
다음으로, 도 8c에 도시하는 바와 같이, 빌드업층(106)이 캐리어(302)의 양면 상에 형성된다. 예를 들어, 각각의 빌드업층(106)은 대응하는 시드층(304)과 전도성 피처(102/104) 위에 배치될 수 있다. 빌드층(106)은 라미네미트에 의해 도포될 수 있는, 프리프레그(예, FR4 에폭시 수지, M6 에폭시 수지 등), 아지노모토 빌드업 필름(Ajinomoto build-up film, ABF) 등의 유전체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐리어(302) 상에 유전체 재료를 배치하기 위해 진공 라미네이터가 이용될 수 있고, 유전체 재료를 시드층(304)과 전도성 피처(102/104)에 점착하기 위해 오븐 경화 공정이 적용될 수 있다. 또다른 예로서, 빌드업층(106)을 형성하기 위해 적절한 기간(예, 한두 시간) 동안 적절한 열 및/또는 압력 조건 하에서 핫 프로세스 공정이 유전체 재료를 시드층(304)과 전도성 피처(102/104)에 도포할 수 있다.Next, a
대안적으로 또는 추가적으로, 빌드업층(106)은 실리콘 이산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 산화물, 질소 함유 산화물, 알루미늄 산화물, 란탄 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산질화물, 이들의 조합, 및/또는 기타 재료를 포함할 수 있다. 빌드업층(106)은 스퍼터링, 스핀온 코팅, CVD, 저압 CVD, 급속 열 CVD, 원자층 CVD, 및/또는 아마도 전구체로서 테트라에틸 오소실리케이트(tetraethyl orthosilicate) 및 산소를 이용한 플라즈마 강화 CVD에 의해 형성될 수 있다. 빌드업층(106)은 또한, 산소, 물, 일산화질소 또는 이들의 조합을 포함하는 주변 분위기 속에서의 습식 또는 건식 열 산화 등의 산화 공정, 및/또는 기타 공정에 의해 형성될 수 있다.Alternatively, or additionally, the
도 8c에 추가로 도시하는 바와 같이, 빌드업층(106)은 전도성 피처(104)를 노출시키는 개구부(308)를 포함하도록 패터닝될 수 있다. 빌드업층(106)의 패터닝은 레이저 천공과, 포토리소그래피와 에칭의 조합 등의 임의의 적절한 공정을 포함할 수 있다.As further shown in FIG. 8C, the
도 8d는 전도성 비아(108)와 컨택 패드(110) 등의 추가 전도성 피처의 형성을 도시하고 있다. 전도성 비아(108)는 전도성 재료로 개구부(308)를 충전함으로써 형성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 전도성 재료는 개구부(308)의 측벽 상에 시드층을 적층함으로써 형성될 수 있다. 시드층(도시 생략)은 구리, 니켈, 금, 이들의 임의의 조합 및/또는 동류로 형성될 수 있다. 시드층이 개구부 내에 적층되면, 텅스텐, 티탄, 알루미늄, 구리, 이들의 임의의 조합 및/또는 동류의 전도성 재료가, 예컨대 전기화학 도금 공정을 이용하여 개구부 내에 충전된다. 전도성 재료가 개구부(308)에 과잉충전될 수 있어, 빌드업층(106)의 표면으로부터 초과 재료(예, 초과 전도성 재료)가 제거된다. 일부 실시형태에 있어서, CMP 공정, 기계식 연삭 공정, 또는 기타 에칭백 기법 등의 평탄화 공정이 초과 재료를 제거하는데 이용되어 비아(108)를 형성한다. Figure 8d illustrates the formation of additional conductive features, such as
또한, 컨택 패드(110)가 빌드업층(106) 상에 형성될 수 있다. 컨택 패드(110)는 전도성 피처(102/104)와 실질적으로 같은 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 패터닝된 포토레지스트(도시 생략)가 빌드업층(106) 위에 형성될 수 있다. 패터닝된 포토레지스트 내의 개구부는 컨택 패드(110)의 형상을 규정하는데 이용될 수 있다. 이러한 개구부는, 예컨대 상기 개구부의 바닥면 및/또는 측벽 상에 시드층(도시 생략)을 먼저 적층하고 전기화학적 도금 공정을 이용하여 개구부를 충전함으로써, 전도성 재료로 충전될 수 있다. 컨택 패드(110)는 비아(108)에 의해 컨택(104)에 전기적으로 접속되고, 외부 커넥터(예, 땜납 볼)는 컨택 패드(110)(예, 도 2b 참조) 상에 배치될 수 있다. 이에, 2개의 코어리스 빌드업 부분(316)이 캐리어(302)의 양면 상에 형성된다. 각각의 빌드업층 부분(316)이 단일 빌드업층(106)만 포함하고 있지만, 대안적 실시형태에서는 기판 설계에 따라, 전도성 피처(예, 전도성 라인 및/또는 비아)를 구비한 임의 개의 빌드업층이 형성될 수도 있다. 또한, 도 8a 내지 도 8d에서는 캐리어(302) 상에 2개의 빌드업층 부분(316)의 동시 형성을 도시하고 있지만, 대안적 실시형태에서는, 단일의 코어리스 빌드업층 부분(316)이 캐리어(302)의 단일면 상에 형성될 수도 있다.In addition, the
도 8e와 도 8f는 캐리어(302)로부터 빌드업층 부분(316)(도면부호 316'으로 표시)의 제거를 도시하고 있다. 일부 실시형태에 있어서, 빌드업층 부분(316')은 기계력을 이용해 제거된다. 예를 들어, 도 8e를 참조하면, 기계적 툴(310)이 캐리어(302)와 시드층(304) 사이에 끼워진다(wedged). 기계적 툴(310)은 캐리어(302)의 엣지부에서 캐리어(302)와 시드층(304) 사이를 분리시킨다. 다음으로, 캐리어(302)의 양측에 기계력을 인가하기 위해 진공 클램프(312)가 이용될 수 있다. 진공 클램프(312)는 양 방향으로(화살표 314로 표시) 기계력을 인가하고, 기계력은 캐리어(302)로부터 빌드업층 부분(316')을 물리적으로 분리시킨다. 일부 실시형태에 있어서, 빌드업층 부분(316')은 캐리어(302)와 시드층(304) 간의 비교적 약한 접착 접합으로 인해 도시하는 구조 내의 다른 피처들을 크게 손상시키는 일 없이 캐리어(302)로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 시드층(304)는 비교적 약한 라미네이트 공정을 이용하여(예, 대면적 경화가 행해질 일 없이) 캐리어(302)에 도포될 수 있다. 캐리어(302)와 시드층(304) 간의 약한 접합은, 기계적 툴(310)의 적용으로 엣지부에서 캐리어(302)와 시드층(304)이 분리되어 더욱 활용될 수 있다. 이에, 도 8f에 도시하는 바와 같이 캐리어(302)로부터 빌드업 부분(316')이 제거될 수 있다. 캐리어(302) 위의 빌드업 부분(316)도 같은 공정을 이용해서 제거될 수 있다.8E and 8F illustrate the removal of the buildup layer portion 316 (denoted as 316 ') from the
이제 도 8g을 참조하면, 시드층(304)은 예컨대 적절한 에칭 공정을 이용해서 제거될 수 있다. 시드층(304)의 에칭은 유전체층(106)의 정상면에서 추가로 전도성 피처(102, 104)를 리세싱할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 시드층(304)의 에칭은 시드층(304)의 재료에 따라 적절한 화학적 에칭제를 이용할 수 있다. 예를 들어, 시드층(304)이 구리를 포함할 경우, 적절한 화학적 에칭제는 황산(H2SO4) 또는 과산화수소(H2O2)계 화학적 에칭제를 포함한다. 따라서, 전도성 피처(102, 104)는 코어리스 빌드업 부분(316)의 정상면(316A)에서 노출될 수 있다.Referring now to FIG. 8G, the
도 8h 내지 도 8m은 코어리스 빌드업 부분(316) 위에 라미네이트 부분(318)을 형성하는 다양한 중간 단계를 도시하고 있다. 먼저, 도 8h를 참조하면, 패터닝된 유전체층(112)에 의해 코어(114)가 코어리스 빌드업 부분(316)에 접합될 수 있다. 예를 들어, 프리프레그(예, FR4 에폭시 수지, M6 에폭시 수지 등), ABF 등의 적절한 재료를 포함하는 미경화 유전체층(112)이 코어리스 빌드업 부분(316) 위에 도포될 수 있다. 유전체층(112)은 노출된 전도성 피처(102)와 얼라인될 수 있는 캐비티(120)를 포함하도록 패터닝될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 캐비티(120)는 코어리스 빌드업 부분(316) 상에 유전체층(112)을 적층하기 전에 (예, 펀칭 공정을 이용하여) 유전체층(112) 내에 미리 패터닝될 수 있다. (코어리스 빌드업 부분(316) 상에 적층되기 전에 또는 후에) 유전체층(112)을 패터닝하는 다른 방법들이 채택될 수도 있다. 다음으로, 코어(114)가 유전체층(112) 위에 배치될 수 있고, 경화 공정이 코어(114)를 코어리스 빌드업 부분(316)에 점착하는데 적용될 수 있다. 코어(114)는 예컨대 에폭시-함침 유리-파이버 라미네이트, 폴리머-함침 유리-파이버 라미네이트 등의 유기 코어 재료를 포함할 수 있다.Figures 8h-8m illustrate various intermediate steps of forming the
도 8i와 도 8j는 유전체층(112)과 코어(114) 내에 전도성 피처를 형성하는 것을 도시하고 있다. 먼저, 도 8i에서, 예컨대 레이저 천공 공정을 이용하여 코어(114)와 유전체층(112) 내에 개구부(320)가 패터닝될 수 있다. 개구부(320)는 전도성 피처(104)를 노출시키기 위해 코어(114)와 유전체층(112)을 통해 연장될 수 있다. 8i and 8j illustrate the formation of a conductive feature in the
도 8j는 전도성 비아(116)와 컨택 패드(118) 등의 추가 전도성 피처의 형성을 도시하고 있다. 전도성 비아(118)는 전도성 재료로 개구부(320)를 충전함으로써 형성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 전도성 재료는 개구부(320)의 측벽 상에 시드층을 적층함으로써 형성될 수 있다. 시드층(도시 생략)은 구리, 니켈, 금, 이들의 임의의 조합 및/또는 동류로 형성될 수 있다. 시드층이 개구부 내에 적층되면, 텅스텐, 티탄, 알루미늄, 구리, 이들의 임의의 조합 및/또는 동류의 전도성 재료가, 예컨대 전기화학 도금 공정을 이용하여 개구부 내에 충전된다. 일부 실시형태에 있어서, 전도성 재료가 개구부(320)를 완전히 충전하지 못할 수도 있다. 예를 들어, 도 8k는 중공의 중심부(322)를 포함할 수 있는 예시적인 비아(116)의 평면도를 도시하고 있다. 다른 실시형태에 있어서, 전도성 재료가 개구부(320)를 완전히 또는 실질적으로 충전한다. 비아(116)는 코어리스 빌드업 부분(316)의 전도성 피처(104)에 전기적으로 접속시키도록 코어(114)와 유전체층(112)을 통해 연장될 수 있다.Figure 8j illustrates the formation of additional conductive features, such as
또한, 컨택 패드(118)가 코어(114) 위에 형성될 수 있다. 컨택 패드(118)는 컨택 패드(110)와 실질적으로 같은 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 패터닝된 포토레지스트(도시 생략)가 코어(114) 위에 형성될 수 있다. 패터닝된 포토레지스트 내의 개구부는 컨택 패드(118)의 형상을 규정하는데 이용될 수 있다. 이러한 개구부는, 예컨대 상기 개구부의 바닥면 및/또는 측벽 상에 시드층(도시 생략)을 먼저 적층하고 전기화학적 도금 공정을 이용하여 개구부를 충전함으로써, 전도성 재료로 충전될 수 있다. 컨택 패드(118)는 비아(116)에 의해 컨택(104)에 전기적으로 접속될 수 있고, 컨택 패드(118)는 다른 패키지(예, 도 7a의 패키지(204))를 기판(150)에 접합하는데 이용될 수 있다.In addition, a
다음으로, 도 8l에서, 땜납 레지스트(122A, 122B)가 패키지 기판(150) 상에 형성된다. 땜납 레지스트(122A)는 코어(114) 위에 배치될 수 있고, 땜납 레지스트(122B)는 코어리스 빌드업 부분(316)의 바닥면 상에 배치될 수 있다. 땜납 레지스트(122A, 122B)는 컨택 패드(118, 110)의 적어도 부분을 각각 노출시키도록 패터닝될 수 있다. 땜납 레지스트(122A, 122B)는 내열성 코팅 재료를 포함할 수 있으며, 패키지 기판(150)의 다양한 층을 보호하는데 일조할 수 있다.Next, in Fig. 81, solder resists 122A and 122B are formed on the
도 8m에서, 캐비티(120) 위의 코어(114)의 일부(도면부호 114'로 표시)가 제거되어 전도성 피처(102)를 노출하고 캐비티(120)를 확장한다. 코어 부분(114')의 제거는 레이저 천공, 기계식 천공 등의 임의의 적절한 방법을 이용해서 행해질 수 있다. 패키지 기판(150)의 하부 피처를 손상시키지 않고서 코어부(114')를 제거할 수 있도록 공정 조건(예, 기계식 천공의 시간, 레이저 천공의 포커스 등)을 제어할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 코어부(114')의 제거시에 하부의 피처를 보호하기 위해 코어부(114') 밑에 보호층(예, 금속을 포함함, 도시 생략)이 포함될 수 있다. 코어부(114')가 제거된 후에, 보호층 역시 전도성 피처(102)를 노출시키기 위해 제거될 수 있다. 이에, 코어리스 빌드업 부분(316)과 라미네이트 부분(318)을 구비한 패키지 기판(150)이 형성된다. 후속의 공정 단계에서는, 도 8n에 도시하는 바와 같이, 다이(202)가 캐비티(120) 상에 배치되어 전도성 피처(102)에 접합된다. 그리고, 도 7a, 도 7b, 및 도 9a 내지 도 11b에 도시하는 바와 같은 추가 피처가 패키지 기판(150)과 다이(202) 주위에 형성될 수 있다.In FIG. 8M, a portion of the core 114 (denoted by reference numeral 114 ') on the
도 9a와 도 9b는 일부 대안적 실시형태에 따른 패키지 기판(150)을 구비한 패키지(450)의 단면도를 도시하고 있다. 패키지(450)는 패키지(250)와 유사하며 같은 도면 부호는 같은 요소를 표시한다. 캐비티(120) 내에 다이(202)가 배치되어, 커넥터(206)를 통해, 노출된 전도성 피처(102)에 접합될 수 있다. (도 9a에 도시하는 바와 같은) 일부 실시형태에서는, 커넥터(206) 주위에 언더필(212)이 분배될 수 있다. (도 9b에 도시하는 바와 같은) 다른 실시형태에서는, 성형 화합물(214)이 다이(202) 주위에 분배되어 적어도 부분적으로 캐비티(120)를 충전할 수 있다. 다이(202)는 성형 화합물(214)에 의해 노출될 수도 있고(도시 생략) 또는 성형 화합물(214)이 다이(202)를 덮을 수도 있다(도 9b에 도시). 9A and 9B illustrate cross-sectional views of a
또한, 도 9a와 도 9b의 대안적 패키지 구성에서는, 또다른 디바이스 패키지(204)가 다이(202)와는 코어리스 빌드업 부분(316)의 대향면 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 디바이스 패키지(204)가 커넥터(208)에 의해 도면부호 118이 아닌 도면부호 110의 컨택 패드에 접합될 수 있다. 캐비티(120)가 코어리스 빌드업 부분(316)을 통해 연장되지 않기 때문에, 컨택 패드(110)는 코어리스 빌드업 부분(316)의 바닥면(316B)[도 9a와 도 9b에 나타내는 방위에서는 정상면으로 도시되어 있음] 상에 풀 그리드 어레이(full grid array)로 배치될 수 있다. 이에, 패키지(204) 접합을 위해 추가 컨택이 제공될 수 있다. 도시하는 실시형태에 있어서, 패키지 기판(150)의 라미네이트 부분(318)은 다이(202)가 캐비티(120) 내에 배치될 수 있도록 충분한 스탠드오프 높이를 제공한다. 외부 커넥터(210)는 다이(202)와 패키지 기판(150)의 동일면 상의 컨택 패드(118) 상에 배치될 수 있다. 외부 커넥터(210)는 인터포저, 패키지 기판, 인쇄 회로 기판 등의 또다른 패키지 구성요소에 패키지(450)를 접합하는데 이용될 수 있다.9A and 9B, another
도 10은 일부 대안적 실시형태에 따른 패키지 기판(150)을 구비한 패키지(550)의 단면도를 도시하고 있다. 패키지(550)는 패키지(450)와 유사하며 같은 도면 부호는 같은 요소를 표시한다. 그러나, 패키지(550)에서는, 인터포저(216)가, 또다른 디바이스 패키지(204) 대신에, 커넥터(218)(예, BGA 볼, C4 범프, 마이크로범프 등)에 의해 컨택 패드(110)에 접합될 수 있다. 인터포저(216)는 쓰루 비아(222) 등의 전도성 피처를 포함할 수 있다. 다른 패키지 구성요소(예, 다이(220), 또다른 디바이스 패키지 등)가 인터포저(216)에 접합될 수 있고, 인터포저(216) 내의 전도성 피처(예, 쓰루 비아(222))는 다른 패키지 구성요소를 패키지 기판(150)에 전기적으로 접속시킬 수 있다.10 illustrates a cross-sectional view of a
도 11a와 도 11b는 일부 대안적 실시형태에 따라 패키지 기판(150)을 구비한 패키지(650)를 제조하는 중간 단계의 단면도를 도시하고 있다. 패키지(650)는 패키지(450)와 유사하며 같은 도면 부호는 같은 요소를 표시한다. 먼저 도 11a를 참조하면, 프리솔더(presolder)(224)가 컨택 패드(110)의 서브세트(도면부호 110A로 표시) 상에 배치될 수 있다. 다른 컨택 패드(110B)는 노출된 채로 있을 수 있다. 프리솔더는 땜납 레지스트(122B)에 의해 규정된 개구부 내에 배치될 수 있다. 이어서, 프리솔더(224)는 또다른 디바이스 다이(220)를 컨택 패드(110A)에 접합하는데 이용될 수 있다. 다이(220) 상의 컨택(226)(예, BGA 볼, C4 범프, 마이크로범프 등)은 프리솔더(224)로 접합될 수 있다. 한편, 프리솔더(224)를 생략하고, 컨택(226)이 컨택 패드(110A) 상에 직접 접합될 수도 있다. 11A and 11B illustrate cross-sectional views of an intermediate step in fabricating a
다이(220)가 접합된 후에, 도 11b에 도시하는 바와 같이 다이(220)와 패키지 기판(150) 사이에 언더필(228)이 분배될 수 있다. 도 11b에 추가로 도시하는 바와 같이, 또다른 패키지 구성요소(예, 패키지(204))가 땜납 볼(230)에 의해 컨택 패드(110B)에 접합될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 패키지(204)의 접합은 먼저 컨택 패드(110B) 상에 프리솔더를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 땜납 볼(230)은 다이(220)를 패키지(204)와 패키지 기판(150) 사이에 배치할 수 있도록 충분한 스탠드오프 높이를 제공할 정도로 충분히 커야 한다. After the
도 12는 일부 실시형태에 따라 패키지(예, 패키지(250, 450, 550, 또는 650))를 형성하는 공정 흐름(700)를 도시하고 있다. 단계 702에서, 노출된 전도성 피처(예, 범프 패드(102)와 컨택 패드(104))를 구비한 코어리스 빌드업 부분(예, 코어리스 빌드업 부분(316)이 형성된다. 코어리스 빌드업 부분은 도 8a 내지 도 8g에 도시하는 단계에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 전도성 피처를 구비한 다양한 빌드업층이, 구조적 지지를 제공하는 임시 코어 상에 형성될 수 있다. 그리고, 빌드업층은 (예, 기계력을 이용하여) 코어로부터 분리될 수 있다. 이어서, 빌드업층 내의 전도성 피처(예, 피처(102, 104))를 노출시키기 위해 시드층이 제거될 수 있다.Figure 12 illustrates a
다음으로, 단계 704에서, 코어(예, 코어(114))가 코어리스 빌드업 부분에 부착된다. 일부 실시형태에 있어서, 코어는 캐비티(예, 캐비티(120))를 포함하도록 패터닝될 수 있는 유전체층(예, 유전체층(112))을 이용해서 부착된다. 단계 706에서, 코어를 통해 연장되는 쓰루홀(예, 비아(116))이 형성된다. 쓰루홀은 전도성 피처의 제1 서브세트(예, 컨택 패드(104))에 전기적으로 접속될 수 있다. 단계 708에서 컨택 패드(예, 컨택 패드(118))가 쓰루홀 상에 형성될 수 있다.Next, at
단계 710에서, 코어의 중심부(예, 부분(116'))가 캐비티(120)를 형성하기 위해 제거된다. 캐비티는 캐비티를 둘러쌀 수 있는 코어의 잔여 부분에 의해 규정될 수 있다. 전도성 피처의 제2 서브세트(예, 범프 패드(102))가 캐비티(120)에 의해 노출될 수 있다. 이에, 일부 실시형태에 따라 패키지 기판(예, 기판(150))이 형성된다. 계속해서, 단계 712에서, 다이(예, 다이(202))가 전도성 피처의 제2 서브세트(예, 범프 패드(102))에 접합될 수 있다. 다이는 캐비티 내에 배치될 수 있다. 단계 714에서, 커넥터는 쓰루 비아 상의 컨택 패드 상에 형성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 다른 패키지 구성요소(예, 패키지(204))가 쓰루 비아 상의 컨택 패드에 접합될 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 또다른 패키지 구성요소(예, 패키지(204), 인터포저(216), 다이(220) 등)는 캐비티와는, 코어리스 빌드업 부분의 대향면 상에 형성된 컨택 패드에 접합될 수도 있다.In step 710, the core portion (e.g., portion 116 ') of the core is removed to form the
따라서, 전술한 바와 같이, 패키지 기판은 캐비티를 포함할 수 있다. 제1 다이가 패키지 기판에 접합될 수 있는데, 캐비티는 제1 다이와 패키지 기판의 동일면 상에 있거나 또는 제1 다이와는 상기 패키지 기판의 대향면 상에 있을 수 있다. 하나 이상의 제2 다이가 패키지 기판 및 제1 다이에 접합될 수 있고, 제2 다이는 그 캐비티 내에 배치될 수 있다. 제2 다이는 제1 다이에 직접 접합될 수도 있고 또는 제2 다이는 패키지 기판에 직접 접합될 수도 있다. 이에, 이러한 패키지 기판의 구성으로, 비교적 얇은 폼팩터를 구비한 패키지가 가능하다. 또한, 패키지 내의 이러한 다이의 구성으로, 비교적 간단한 방열 요소가 적어도 제1 다이에 부착될 수 있다.Thus, as described above, the package substrate may include a cavity. A first die may be bonded to the package substrate, the cavity being on the same side of the first die and the package substrate, or on the opposite side of the package substrate with the first die. One or more second die may be bonded to the package substrate and the first die, and the second die may be disposed within the cavity. The second die may be directly bonded to the first die or the second die may be bonded directly to the package substrate. Thus, with this package substrate configuration, it is possible to package with a relatively thin form factor. Also, with this configuration of the die in the package, a relatively simple heat dissipation element can be attached to at least the first die.
일 실시형태에 따르면, 디바이스 패키지는 패키지 기판과, 그 패키지 기판에 접합된 제1 및 제2 다이를 포함한다. 패키지 기판은 제1 컨택 패드와 복수의 범프 패드를 포함하는 빌드업 부분을 포함한다. 패키지 기판은 빌드업 부분에 부착된 유기 코어와, 제1 컨택 패드에 전기적으로 접속되어 상기 유기 코어를 통해 연장되는 쓰루 비아와, 상기 쓰루 비아 상의 제2 컨택 패드와, 상기 제2 컨택 패드 상의 커넥터와, 상기 유기 코어를 통해 연장되는 캐비티를 더 포함한다. 캐비티는 복수의 범프 패드를 노출시키고, 제1 다이는 캐비티 상에 배치되고 상기 복수의 범프 패드에 접합된다. According to one embodiment, a device package includes a package substrate and first and second die bonded to the package substrate. The package substrate includes a buildup portion including a first contact pad and a plurality of bump pads. The package substrate includes an organic core attached to a buildup portion, a through via extending through the organic core and electrically connected to the first contact pad, a second contact pad on the through via, and a connector on the second contact pad, And a cavity extending through the organic core. The cavity exposes a plurality of bump pads, and the first die is disposed on the cavity and bonded to the plurality of bump pads.
다른 실시형태에 따르면, 디바이스 패키지를 형성하는 방법은 패키지 기판을 제공하는 단계와, 제1 및 제2 다이를 상기 패키지 기판에 접합하는 단계를 포함한다. 패키지 기판은, 복수의 범프 패드를 구비한 빌드업 부분과, 상기 빌드업 부분에 부착된 유기 코어와, 상기 유기 코어를 통해 연장되는 쓰루 비아와, 상기 유기 코어를 통해 연장되는 캐비티를 포함한다. 쓰루 비아는 상기 제1 빌드업 부분 내의 전도성 피처에 전기적으로 접속되고, 상기 복수의 범프 패드는 상기 캐비티에 의해 노출된다. 제1 다이의 접합은, 제1 다이를 복수의 범프 패드에 접합하는 단계를 포함하고, 상기 제1 다이는 상기 캐비티 내에 적어도 부분적으로 배치된다.According to another embodiment, a method of forming a device package includes providing a package substrate and bonding the first and second die to the package substrate. The package substrate includes a buildup portion having a plurality of bump pads, an organic core attached to the buildup portion, a through via extending through the organic core, and a cavity extending through the organic core. The through vias are electrically connected to conductive features within the first build-up portion, and the plurality of bump pads are exposed by the cavities. The bonding of the first die includes bonding the first die to the plurality of bump pads, wherein the first die is at least partially disposed within the cavity.
또 다른 실시형태에 따르면, 디바이스 패키지를 형성하는 방법은, 제1 컨택 패드와 복수의 범프 패드를 구비하는 빌드업 부분을 형성하는 단계를 포함한다. 본 방법은, 유기 코어를 빌드업 부분에 부착하는 단계와, 상기 유기 코어를 통해 연장되는 개구부를 패터닝하는 단계와, 상기 개구부 내에 쓰루 비아를 형성하여 제1 컨택 패드에 접촉시키는 단계와, 상기 쓰루 비아 상에 제2 컨택 패드를 형성하는 단계와, 상기 제2 컨택 패드 상에 커넥터를 형성하는 단계를 더 포함한다. 후속하여, 상기 유기 코어의 일부가 제거되어, 상기 유기 코어의 잔여 부분을 통해 연장되는 캐비티를 형성한다. 캐비티는 복수의 범프 패드를 노출시킨다.According to yet another embodiment, a method of forming a device package includes forming a buildup portion having a first contact pad and a plurality of bump pads. The method includes attaching an organic core to a build-up portion, patterning an opening extending through the organic core, forming a through via in the opening to contact the first contact pad, Forming a second contact pad on the via; and forming a connector on the second contact pad. Subsequently, a portion of the organic core is removed to form a cavity extending through the remainder of the organic core. The cavity exposes a plurality of bump pads.
이상은 당업자가 본 개시의 양태를 더 잘 이해할 수 있도록 여러 실시형태의 특징을 개관한 것이다. 당업자라면 동일한 목적을 달성하기 위한 다른 공정 및 구조를 설계 또는 변형하고/하거나 본 명세서에 소개하는 실시형태들의 동일한 효과를 달성하기 위한 기본으로서 본 개시를 용이하게 이용할 수 있다고 생각할 것이다. 또한 당업자라면 그러한 등가의 구조가 본 개시의 사상 및 범주에서 벗어나지 않는다는 것과, 본 개시의 사상 및 범주에서 일탈하는 일없이 다양한 변화, 대체 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
The foregoing is a summary of features of the various embodiments to enable those skilled in the art to more fully understand aspects of the disclosure. Those skilled in the art will readily appreciate that the present disclosure can readily be used as a basis for designing or modifying other processes and structures to accomplish the same purpose and / or achieving the same effects of the embodiments presented herein. It will also be appreciated by those skilled in the art that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of this disclosure and that various changes, substitutions and alterations can be made therein without departing from the spirit and scope of the disclosure.
Claims (10)
패키지 기판으로서,
제1 면에 제1 컨택 패드와 복수의 범프 패드를 포함하는 빌드업(build-up) 부분과,
상기 빌드업 부분의 제1 면에 부착된 유전체층과,
상기 유전체층에 부착된 유기 코어와,
상기 유기 코어를 통해 연장되며, 상기 제1 컨택 패드에 전기적으로 접속되는 쓰루 비아와,
상기 쓰루 비아 상의 제2 컨택 패드와,
상기 제2 컨택 패드 상의 커넥터와,
상기 유기 코어 및 상기 유전체층을 통해 연장되며, 상기 복수의 범프 패드를 노출시키는 캐비티
를 포함하는 상기 패키지 기판과,
상기 캐비티 내에 배치되며, 상기 복수의 범프 패드에 접합되는 제1 다이와,
상기 패키지 기판에 접합되는 제2 다이와,
상기 제1 다이와 상기 패키지 기판 사이에 분배되는 언더필(underfill)
을 포함하고,
상기 언더필은 상기 유전체층과 상이한 것인 디바이스 패키지.In a device package,
As a package substrate,
A build-up portion including a first contact pad and a plurality of bump pads on a first surface,
A dielectric layer attached to the first surface of the buildup portion;
An organic core attached to the dielectric layer,
A through via extending through the organic core and electrically connected to the first contact pad,
A second contact pad on the through via,
A connector on the second contact pad,
A cavity extending through the organic core and the dielectric layer, the cavity exposing the plurality of bump pads,
The package substrate comprising:
A first die disposed within the cavity and bonded to the plurality of bump pads,
A second die bonded to the package substrate,
An underfill disposed between the first die and the package substrate,
/ RTI >
Wherein the underfill is different from the dielectric layer.
패키지 기판을 제공하는 단계로서, 상기 패키지 기판은,
복수의 범프 패드를 포함하는 빌드업 부분과,
유전체층에 의해 상기 빌드업 부분에 부착된 유기 코어와,
상기 유기 코어를 통해 연장되며, 상기 빌드업 부분 내의 전도성 피처(conductive feature)에 전기적으로 접속되는 쓰루 비아와,
상기 유기 코어 및 상기 유전체층을 통해 연장되며, 상기 복수의 범프 패드를 노출시키는, 제1 높이를 가지는 캐비티를 포함하는 것인 상기 패키지 기판 제공 단계와,
상기 캐비티 내에 적어도 부분적으로 배치되는 제1 다이를 상기 복수의 범프 패드에 접합하는 단계와,
제2 다이를 상기 패키지 기판에 접합하는 단계를 포함하고,
상기 제1 다이는 상기 제1 높이보다 작은 제2 높이를 가지는 것인 디바이스 패키지 형성 방법.A method of forming a device package,
Providing a package substrate, the package substrate comprising:
A buildup portion including a plurality of bump pads,
An organic core attached to the build-up portion by a dielectric layer,
A throughvia extending through the organic core and electrically connected to a conductive feature in the buildup portion;
A cavity having a first height extending through the organic core and the dielectric layer and exposing the plurality of bump pads;
Bonding a first die disposed at least partially within the cavity to the plurality of bump pads,
Bonding a second die to the package substrate,
Wherein the first die has a second height that is less than the first height.
제1 컨택 패드와 복수의 범프 패드를 포함하는 빌드업 부분을 형성하는 단계와,
상기 빌드업 부분에 유기 코어를 부착하는 단계와,
상기 유기 코어를 통해 연장되는 개구부를 패터닝하여, 상기 제1 컨택을 노출시키는 단계와,
상기 개구부 내에 쓰루 비아를 형성하여 상기 제1 컨택 패드에 접촉시키는 단계와,
상기 쓰루 비아 상에 제2 컨택 패드를 형성하는 단계와,
상기 제2 컨택 패드 상에 커넥터를 형성하는 단계와,
상기 유기 코어의 일부를 제거하여, 상기 유기 코어의 잔여 부분을 통해 연장되는 캐비티를 형성하는 단계
를 포함하고, 상기 캐비티는 상기 복수의 범프 패드를 노출시키는 것인 디바이스 패키지 형성 방법.A method of forming a device package,
Forming a buildup portion including a first contact pad and a plurality of bump pads,
Attaching an organic core to the buildup portion;
Patterning an opening extending through the organic core to expose the first contact,
Forming a through via in the opening to contact the first contact pad;
Forming a second contact pad on the through via,
Forming a connector on the second contact pad;
Removing a portion of the organic core to form a cavity extending through the remainder of the organic core
Wherein the cavity exposes the plurality of bump pads.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/304,331 | 2014-06-13 | ||
US14/304,331 US9768090B2 (en) | 2014-02-14 | 2014-06-13 | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150143309A KR20150143309A (en) | 2015-12-23 |
KR101770464B1 true KR101770464B1 (en) | 2017-08-22 |
Family
ID=55082504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150075149A KR101770464B1 (en) | 2014-06-13 | 2015-05-28 | Device packages and method for forming same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101770464B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102574409B1 (en) * | 2019-07-01 | 2023-09-04 | 삼성전기주식회사 | Semiconductor package |
US20230245947A1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.,Ltd. | Integrated circuit package and method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060145328A1 (en) * | 2005-01-06 | 2006-07-06 | Shih-Ping Hsu | Three dimensional package structure with semiconductor chip embedded in substrate and method for fabricating the same |
JP2008103536A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Semiconductor package and manufacturing method thereof |
-
2015
- 2015-05-28 KR KR1020150075149A patent/KR101770464B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060145328A1 (en) * | 2005-01-06 | 2006-07-06 | Shih-Ping Hsu | Three dimensional package structure with semiconductor chip embedded in substrate and method for fabricating the same |
JP2008103536A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Semiconductor package and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150143309A (en) | 2015-12-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10867949B2 (en) | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same | |
US9768090B2 (en) | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same | |
US11177201B2 (en) | Semiconductor packages including routing dies and methods of forming same | |
US9935090B2 (en) | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same | |
US10026671B2 (en) | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same | |
US10276548B2 (en) | Semiconductor packages having dummy connectors and methods of forming same | |
CN107689333B (en) | Semiconductor package and method of forming the same | |
CN108987380B (en) | Conductive vias in semiconductor packages and methods of forming the same | |
US20190393195A1 (en) | Device and Method for UBM/RDL Routing | |
TW201906029A (en) | Semiconductor package and method of manufacturing same | |
US20110221069A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
CN110970312B (en) | Package and method of forming the same | |
KR101684787B1 (en) | Semiconductor package device and method of forming same | |
CN113140516B (en) | Package and method of forming the same | |
US11664300B2 (en) | Fan-out packages and methods of forming the same | |
US12002767B2 (en) | Integrated circuit package and method | |
KR102386542B1 (en) | Semiconductor device and method of manufacture | |
CN111508934A (en) | Integrated fan-out device, three-dimensional integrated circuit system and manufacturing method thereof | |
KR101859340B1 (en) | Substrate design for semiconductor packages and method of forming same | |
TW202022954A (en) | Semiconductor structure and method forming same | |
US20230120191A1 (en) | Semiconductor device, circuit board structure and manufacturing method thereof | |
KR101770464B1 (en) | Device packages and method for forming same | |
TW202217988A (en) | Semiconductor device and method of manufacture | |
US12051639B2 (en) | Package structure and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |