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KR20030033097A - Module Package and Packaging Method for the Module - Google Patents

Module Package and Packaging Method for the Module Download PDF

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KR20030033097A
KR20030033097A KR1020010064406A KR20010064406A KR20030033097A KR 20030033097 A KR20030033097 A KR 20030033097A KR 1020010064406 A KR1020010064406 A KR 1020010064406A KR 20010064406 A KR20010064406 A KR 20010064406A KR 20030033097 A KR20030033097 A KR 20030033097A
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박재영
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Abstract

PURPOSE: A module package is provided to make packaging cost down and package size small by forming lots of modules collectively at a wafer level and then packaging and separating them into an individual package. CONSTITUTION: Two different packages as a pair are prepared by using a wafer for each package. On the first package(100), lots of RF modules are formed, which consists of a combination of an RF passive device(60) and MMIC or RFIC chips(40-1), connected to each other by bonding wires(90). The second package is made to cover the RF modules above the first package. The two packages formed in each wafer are attached to form an array of a module package, which is cut into lots of individual module packages.

Description

모듈 패키지 및 모듈 패키징 방법{Module Package and Packaging Method for the Module}Module Package and Packaging Method for the Module}

본 발명은 저가의 웨이퍼 레벨의 모듈 패키지 및 모듈 패키징 방법에 관한 것으로, 가격이 저렴한 실리콘 재료와 마이크로머시닝 기술을 이용하여 새로운 타입이 저가격의 웨이퍼 레벨의 고주파용 모듈 패키지를 개발하고자 한다.The present invention relates to a low cost wafer level module package and a module packaging method, and to develop a new type of low cost wafer level high frequency module package using low cost silicon material and micromachining technology.

마이크로머시닝 기술은 일련의 반도체공정을 통하여 집적회로가 집적 마운팅된 수백개의 실리콘 패키지를 동시에 만들 수 있는 기술이며, 또한 공정이 종래의 기술과 비교하여 아주 간단하기 때문에 상업성 가치를 극대화시킬 수 있다. 고주파용 시스템이나 모듈의 가격의 대부분은 패키지 가격이 차지한다. 패키지 가격이 컴포넌트나 집적회로 가격의 적게는 수배에서 많게는 수십배에 달한다.Micromachining technology can simultaneously produce hundreds of silicon packages in which integrated circuits are integrated through a series of semiconductor processes, and the process is very simple compared to the conventional technology, thereby maximizing commercial value. Most of the price of a high frequency system or module comes from the package price. Package prices range from a few to many tens of times the price of a component or integrated circuit.

종래의 고주파용 패키지 기술에는 후막필름(thick film), 세라믹(ceramic), 플라스틱을 이용한 패키지와 이와 관련된 기술이 이용되고 있으며, 종래의 기술로 개발된 대부분의 고주파용 패키지는 분산된 여러 개의 개별 패키지를 어셈블리해서 하나의 패키지를 형성하기 때문에 패키지의 단가가 아주 높다.Conventional high frequency package technology uses a package using a thick film, ceramic, plastic and related technologies. Most of the high frequency packages developed by the conventional technology are distributed in several individual packages. The cost of the package is very high because it is assembled to form one package.

플라스틱 패키지는 가격이 저가인 반면에 고주파대역에서는 적절하지 못하며 또한 열적 에이징(thermal aging) 문제점들이 야기되며, 알루미나는 세라믹 재료 중에서 가장 많이 쓰이는 재료인데 알루미나의 낮은 열전도성 때문에 고주파용 소자들, 모듈들, 혹은 시스템이 작동할 때 발생되는 열을 잘 전달시키지 못하는 문제점이 있다.While plastic packages are inexpensive, they are inadequate in the high frequency bands and also cause thermal aging problems. Alumina is the most popular ceramic material, due to the low thermal conductivity of alumina. The problem is that the heat generated when the system is operating is not well transferred.

또한 고주파용 패키지 가격을 내리기 위하여 최근에 많이 연구되고 있는 기술중의 하나인 실리콘 패키지 기술은 여러 개의 패턴된 실리콘 기판을 어셈블리하여 접합하는 기술이기 때문에 대량생산이 어려울 뿐만 아니라 완전하게 저가화를 실현시키지 못하였다.In addition, silicon package technology, which is one of the most recently researched technologies for reducing high-frequency package prices, is not only difficult to mass-produce but also completely inexpensive because it is a technique for assembling and bonding several patterned silicon substrates. It was.

그리고 고주파용 무선송수신 모듈은 회로 밀도가 커지고 IC 칩은 더욱더 작아져 감에 따라서 패키지들 또한 이와 보조를 맞추어서 작아져야만 된다. 따라서 기존의 패키징 기술과 패키지들로는 이를 충족시키기가 어렵기 때문에 새로운 기술이 요구되어 진다.And as high-frequency wireless transmit / receive modules grow in circuit density and IC chips become smaller and smaller, packages must keep pace with it. Therefore, existing packaging technologies and packages are difficult to meet, requiring new technologies.

본 발명에서는 실리콘이라는 저가 재료와 마이크로머시닝 기술을 이용하여 모듈을 하나의 웨이퍼 레벨에서 대략으로 일괄적으로 형성하고 모듈별로 한번에 패키지하여 이를 개별 패키지로 분리함으로써 저가격화 및 소형화를 만족시키는 웨이퍼 레벨의 모듈 패키지 및 그 패키징 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention, a wafer-level module that satisfies low cost and miniaturization by forming a batch of modules at a single wafer level using a low-cost material called silicon and micromachining technology, packaged at a time, and separating them into individual packages. Its purpose is to provide a package and its packaging method.

도1a 및 도1b는 일반적인 고주파용 IC 칩의 사시도.1A and 1B are perspective views of a general high frequency IC chip.

도2는 본 발명에 따른 패키지된 무선통신 모듈의 개념도.2 is a conceptual diagram of a packaged wireless communication module according to the present invention.

도3a 내지 도3d는 도2와 같은 모듈 패키지의 실시예.3A-3D illustrate an embodiment of a module package as shown in FIG.

도4a 내지 도4f는 본 발명에 따른 제1실시예로, 제1 패키지의 제조공정도.Figures 4a to 4f is a first embodiment according to the present invention, a manufacturing process diagram of the first package.

도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 제1 패키지의 제2, 3, 4실시단면도.5a to 5c are cross-sectional views of the second, third and fourth implementations of the first package according to the present invention;

도6a 내지 도6e는 본 발명에 따른 제1 패키지의 제5 실시단면도.6A-6E are cross-sectional views of a fifth embodiment of a first package according to the present invention.

도7a 내지 도7f는 본 발명에 따른 제1 패키지의 제6 실시단면도.7a to 7f are sixth cross-sectional views of a first package according to the present invention;

도8a 내지 도8c는 본 발명에 따른 제2 패키지의 단면도.8A-8C are cross-sectional views of a second package according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10, 50 : 실리콘 기판 20-1, 20-2, 20-3, 20-4 : 그라운드 금속10, 50: silicon substrate 20-1, 20-2, 20-3, 20-4: ground metal

30 : 절연막 31 : 인터커넥션 라인30 insulating film 31 interconnection line

40 : 모듈 40-1 : RF IC 칩40: module 40-1: RF IC chip

60 : 무선통신 소자 70 : 전극패드60: wireless communication device 70: electrode pad

80 : 솔더 90 : 금속80: solder 90: metal

100 : 제1 패키지 200 : 제2 패키지100: first package 200: second package

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모듈 패키지의 특징은 그 상부에 다수개의 소자 및 칩으로 구성되는 모듈을 한번에 패키징하기 위한 제1 패키지; 상기 제1 패키지와 대향하는 위치에 제1 패키지와 함께 상기 모듈을 패키징하는 제2 패키지로 구성되는데 있다.A feature of the module package according to the present invention for achieving the above object is a first package for packaging a module consisting of a plurality of devices and chips thereon; And a second package for packaging the module together with the first package at a position opposite to the first package.

상기 제1 패키지는 기판과, 상기 소자들을 선택적으로 절연시키기 위해 상기 기판 상부에 형성된 절연막과, 상기 절연막 상부에 형성되어 상기 칩 및 소자들을전기적으로 연결하는 전극 패드와, 상기 모듈과 전기적으로 연결되어 공통으로 접지되는 그라운드 금속을 포함하여 구성되며, 상기 소자들은 상기 전극패드에 의해 와이어링, 또는 플립칩본딩에 의해 연결되거나, 또는 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.The first package includes a substrate, an insulating film formed on the substrate to selectively insulate the devices, an electrode pad formed on the insulating film to electrically connect the chips and the devices, and electrically connected to the module. It is configured to include a ground metal that is commonly grounded, the elements are characterized in that the wiring by the electrode pad, connected by flip chip bonding, or directly connected.

그리고 상기 제2 패키지는 기판과, 상기 모듈과 전기적으로 연결되어 공통으로 접지되는 그라운드 금속으로 구성되며, 필요에 따라 상기 모듈의 크로스 토크(cross-talk)를 방지하기 위해 상기 소자들 사이에 돌출부를 갖는 것을 특징으로 한다.The second package includes a substrate and a ground metal electrically connected to the module and commonly grounded, and a protrusion is formed between the elements to prevent cross-talk of the module, if necessary. It is characterized by having.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모듈 패키징 방법의 특징은 기판을 준비하여 다수의 제1 패키지를 일괄적으로 형성하는 단계; 상기 제1 패키지 위에 모듈을 형성하고 모듈 사이를 와이어링 혹은 플립칩 본딩하는 단계; 일괄적으로 다수의 제2 패키지가 형성된 기판을 상기 제1 패키지가 형성된 기판 위에 대향시켜 접합하는 단계; 상기 접합으로 인해 대향하는 제1 및 제2 패키지들을 절단하여 개별적으로 패키지된 모듈을 얻는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.Features of the module packaging method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of preparing a substrate to form a plurality of first packages; Forming a module on the first package and wiring or flip chip bonding between the modules; Bonding a plurality of substrates on which the second package is formed to face each other on the substrate on which the first package is formed; Cutting the opposing first and second packages due to the bonding to obtain a separately packaged module.

그리고 상기 제1 및 제2 패키지를 구성하는 기판은 실리콘으로 이루어진다.The substrate constituting the first and second packages is made of silicon.

실리콘은 세라믹 재료에 비해서 훨씬 저가의 재료이고 핸들링과 가공이 훨씬 용이하며 열적 기계적 특성이 좋고, 특히 세라믹 재료에 비하여 실리콘은 월등한 열적특성을 가지므로 IC칩과 패키지 사이에 아주 좋은 열전도도를 갖는다. 그리고 이용된 공정 기술이 집적회로 제조기술과 거의 비슷한 공정기술을 사용하기 때문에 새로운 저가의 패키지된 무선통신 시스템을 쉽게 구현할 수 있다.Silicon is much cheaper than ceramic material, is much easier to handle and process, and has better thermal and mechanical properties. Especially, silicon has superior thermal properties compared to ceramic material, so it has very good thermal conductivity between IC chip and package. . And because the process technology used uses process technology that is very similar to integrated circuit fabrication technology, new low cost packaged wireless communication systems can be easily implemented.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명에 따른 무선통신 모듈 패키지 및 그 제조 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of a wireless communication module package and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1a 및 도1b는 일반적인 고주파용 IC 칩의 사시도를 보여준다. 이러한 IC 칩은 VCO, LNA, PAM 등등이 될 수 있다. 도1a는 RFIC 혹은 MMIC칩의 앞면이고 도1b는 뒷면이다. 앞면에서는 회로가 형성된 후 그 회로를 전기적으로 패키지에 연결하기 위하여 패드가 형성된다. 그리고 뒷면에는 금속전극을 입혀 형성한 그라운드가 존재하여 패키지의 비아 인터커넥션(via interconnection)을 통하여 공통 그라운드와 연결된다.1A and 1B show a perspective view of a general high frequency IC chip. Such IC chips can be VCOs, LNAs, PAMs, and the like. Figure 1a is the front side of the RFIC or MMIC chip and Figure 1b is the back side. On the front side, after the circuit is formed, pads are formed to electrically connect the circuit to the package. In addition, there is a ground formed by coating a metal electrode on the back side, and is connected to the common ground through via interconnection of the package.

도2는 본 발명에 따른 일괄적으로 패키지된 무선통신 모듈의 개념도로, 본 발명에서 제안하는 웨이퍼 레벨에서 패키징하는 기술을 이용하면 여러 개의 모듈로 구성된 무선통신 시스템을 하나의 패키지로 구현이 가능하다.FIG. 2 is a conceptual diagram of a packaged wireless communication module according to the present invention. By using the packaging technology at the wafer level proposed in the present invention, a wireless communication system composed of several modules can be implemented in one package. .

도2에 도시한 바와 같이, 그 상부에 다수개의 소자 및 칩으로 구성되는 모듈(40)을 한번에 패키징하기 위한 제1 패키지와, 상기 제1 패키지와 대향하는 위치에 제1 패키지와 함께 상기 모듈을 패키징하는 제2 패키지로 구성되는데 있다.As shown in Fig. 2, the module is packaged together with a first package for packaging a module 40 composed of a plurality of devices and chips thereon, and a first package at a position opposite to the first package. The packaging consists of a second package.

상기 제1 패키지는 실리콘 기판(10)과, 상기 소자들을 선택적으로 절연시키기 위해 상기 기판 상부에 형성된 절연막(30)과, 상기 절연막(30) 상부에 형성되어 상기 소자들을 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩을 이용하여 전기적으로 연결하는 전극 패드(미도시)와, 상기 모듈 중 고주파용 IC 칩의 그라운드 금속과 전기적으로연결되는 그라운드 금속(20-1)을 포함하여 공통으로 접지되는 그라운드 금속을 포함하여 구성된다.The first package includes a silicon substrate 10, an insulating film 30 formed on the substrate to selectively insulate the devices, and a wire bonding or flip chip bonding on the insulating film 30. And an electrode pad (not shown) electrically connected to each other, and a ground metal commonly grounded, including a ground metal 20-1 electrically connected to a ground metal of the high-frequency IC chip of the module. .

또한 상기 무선통신 모듈(40)을 구성하는 소자들은 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩에 의해 연결되거나 직접적으로 반도체 소자 공정에 의해 연결되기도 한다.In addition, the elements constituting the wireless communication module 40 may be connected by wire bonding or flip chip bonding or directly by a semiconductor device process.

상기와 같은 무선통신 모듈 패키지는 실리콘 기판을 준비하여 다수의 제1 패키지를 일괄적으로 형성하고, 상기 각 제1 패키지 위에 무선통신 모듈을 형성하고 무선통신 모듈 사이를 와이어링 혹은 플립칩 본딩한다. 그리고 일괄적으로 다수의 제2 패키지가 형성된 실리콘 기판을 상기 제1 패키지가 형성된 실리콘 기판 위에 접합한 후, 상기 접합으로 인해 대향하는 제1 및 제2 패키지들을 절단함으로써 얻어진다.In the wireless communication module package, a silicon substrate is prepared to collectively form a plurality of first packages, a wireless communication module is formed on each of the first packages, and wire or flip chip bonding is performed between the wireless communication modules. And collectively bonding the silicon substrate on which the plurality of second packages are formed on the silicon substrate on which the first package is formed, and then cutting the opposing first and second packages due to the bonding.

도3a 내지 도3d는 도2와 같은 모듈 패키지의 실시예를 도시한 것이다.3A to 3D show an embodiment of a module package as shown in FIG.

RF 모듈은 RF 수동 소자(60)와 MMIC 혹은 RFIC칩 등의 고주파용 IC칩(40-1)의 조합으로 보통 구성된다.The RF module is usually composed of a combination of an RF passive element 60 and a high frequency IC chip 40-1 such as an MMIC or an RFIC chip.

도3a 내지 도3d에 보여지는 것처럼 본 발명에서 제안한 패키지는 그 상부에 다수개의 소자(60) 및 IC 칩(40-1)으로 구성되는 모듈을 한번에 패키징하기 위한 제1 패키지(100)와, 상기 제1 패키지(100)와 대향하는 위치에 제1 패키지(100)와 함께 상기 모듈을 패키징하는 제2 패키지(200)로 구성된다.As shown in FIGS. 3A to 3D, the package proposed by the present invention includes a first package 100 for packaging a module composed of a plurality of devices 60 and an IC chip 40-1 at one time, and It consists of a second package 200 for packaging the module together with the first package 100 in a position facing the first package 100.

한 웨이퍼를 이용하여 수백개의 제1 패키지(100)를 동시에 형성하고 그 위에 수백 개의 IC칩(40-1)을 붙이고 와이어링 혹은 플립칩 본딩한다. 그리고 또 다른 웨이퍼를 이용하여 수백개의 제2 패키지(200)를 동시에 형성하고 제2 패키지(200)을 제1 패키지(100) 위에 접합한 후 각각의 패키지들을 절단하면 수백개의 패키지된 RF 모듈들이 동시에 만들어진다.Hundreds of first packages 100 are simultaneously formed using one wafer, and then hundreds of IC chips 40-1 are attached and wired or flip chip bonded. Then, by simultaneously forming hundreds of second packages 200 using another wafer, bonding the second packages 200 on the first packages 100, and cutting the respective packages, hundreds of packaged RF modules simultaneously Is made.

제1 패키지(100)는 실리콘 기판(10)과, 실리콘 기판(10) 상부에 저손실을 갖고 형성되고 모듈을 구성하는 소자(60)들을 선택적으로 절연시키기 위한 절연막(30)과, 상기 절연막(30) 상부에 형성되어 상기 소자(60)들 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 소자(60) 및 상기 IC칩(40-1)을 전기적으로 연결하기 위한 전극패드(70)와, 상기 모듈과 전기적으로 연결되어 공통으로 접지시키기 위한 그라운드 금속(20-1, 20-2, 20-3)을 포함하여 구성되며, 상기 소자(60), IC 칩(40)은 상기 전극패드(70)에 의해 와이어링, 또는 플립칩본딩에 의해 연결되거나, 또는 직접적으로 연결된다.The first package 100 includes an insulating film 30 for selectively insulating the silicon substrate 10, the elements 60 formed on the silicon substrate 10 with low loss and constituting the module, and the insulating film 30. An electrode pad 70 formed at an upper portion thereof to electrically connect the elements 60 to each other, and electrically connect the element 60 and the IC chip 40-1 to the module 60. A ground metal 20-1, 20-2, and 20-3 to be connected and commonly grounded, and the device 60 and the IC chip 40 are wired by the electrode pad 70. Or are connected by flip chip bonding, or are directly connected.

이때 RF 모듈을 형성하기 위하여 필요로 하는 소자(60), 예를 들어 수동소자들(전송 라인, 인덕터, 캐패시터, 저항 등)과, 또 다른 RF MEMS 소자는 반도체 공정을 통하여 형성된다.At this time, the device 60 needed to form the RF module, for example, passive elements (transmission line, inductor, capacitor, resistor, etc.) and another RF MEMS device are formed through a semiconductor process.

그리고 상기 제2 패키지(200)는 기판(50)과, 상기 모듈과 전기적으로 연결되어 공통으로 접지되는 그라운드 금속(20-4)으로 구성되며, 필요에 따라 상기 모듈의 크로스 토크(cross-talk)로 인한 노이즈 방지를 위해 상기 IC칩(40-1)과 소자(60), 소자(60)들 사이에 돌출부를 갖는다.The second package 200 is composed of a substrate 50 and a ground metal 20-4 electrically connected to the module and grounded in common, and cross-talk of the module as necessary. In order to prevent noise caused by the IC chip 40-1, the device 60, and the devices 60 have protrusions therebetween.

도3a는 IC칩을 접합할 영역을 실리콘웨이퍼에 캐비티(cavity)를 형성하여 만들었고 도3b 및 도3c는 실리콘웨이퍼 위에 바로 형성하였으며, 도3d는 저손실을 갖는 절연막(30) 위에 형성하고 IC칩(40-1)의 그라운드는 제2 패키지(200)에 형성하는 구조를 가진다. 제2 패키지(200)의 경우 소자와 소자, 칩과 소자 간에 크로스-토크(cross-talk)가 없는 경우에는 도3a 와 도3b와 같이 제2 패키지(200)를 형성하고 있는 경우는 도3c 와 도3d와 같이 굴곡을 갖도록 형성하여 모듈 사이의 크로스-토크를 막는 것이 바람직하다.FIG. 3A is a cavity formed in a silicon wafer to bond the IC chip, and FIGS. 3B and 3C are formed directly on the silicon wafer. FIG. 3D is formed on the insulating film 30 having low loss. The ground of 40-1) has a structure formed in the second package 200. In the case of the second package 200, when there is no cross-talk between the device and the device, the chip and the device, the second package 200 is formed as shown in FIGS. 3A and 3B. It is preferable to form the curved as shown in Figure 3d to prevent cross-talk between the modules.

도4a 내지 도4f는 본 발명에 따른 제1실시예로, 패키지된 무선통신 모듈 중 제1 패키지의 제조공정도이다.4A to 4F illustrate a manufacturing process of a first package among packaged wireless communication modules according to a first embodiment of the present invention.

도4a에 도시한 바와 같이 실리콘 기판(10)위에 그라운드 금속(20-1)을 증착하고, 도4b와 같이 백사이드의 실리콘 기판(10)은 식각하여 그라운드 비아홀을 형성한 후 비아홀을 채워 그라운드 금속(20-2)을 형성한다. 도4c와 같이 그라운드 금속(20-2) 위에 증착하여 완전한 그라운드 금속(20-3)을 형성하고, 도4d와 같이 앞면의 그라운드 금속(20-1) 위에 고주파에서 저손실을 갖는 BCB 혹은 다른 폴리머 절연막(30)을 두껍게 30-40㎛ 이상 증착한다. 이후 도4e와 같이 포토리소그래피와 건식식각법을 이용하여 비아홀과 칩을 붙일 영역을 형성한다. 칩을 붙일 캐비티 영역은 포토레지스트로 입혀서 전기도금이 되지않게 하고 비아홀만 전기도금을 이용하여 인터커넥션 라인(31)을 형성한다. 그리고 도4f와 같이 칩과 소자들을 전기적으로 연결하기 위한 전극패드(70)를 형성한 후 전극패드(70) 위에 칩과 소자들을 붙이기 위해 플립칩 본딩을 위한 솔더(80)들을 형성한다.As shown in FIG. 4A, the ground metal 20-1 is deposited on the silicon substrate 10, and as shown in FIG. 4B, the backside silicon substrate 10 is etched to form a ground via hole, and then filled with a via hole to fill the ground metal ( 20-2). 4B is deposited on the ground metal 20-2 to form a complete ground metal 20-3, and BCB or another polymer insulating film having low loss at high frequency on the front ground metal 20-1 as shown in FIG. 4D. (30) is deposited thicker than 30-40㎛. Thereafter, as shown in FIG. 4E, a region for attaching the via hole and the chip is formed by using photolithography and dry etching. The cavity area to which the chip is attached is coated with photoresist so as not to be electroplated, and only the via hole is used to form the interconnection line 31. Then, as shown in FIG. 4F, after forming an electrode pad 70 for electrically connecting the chip and the devices, solders 80 for flip chip bonding are formed to attach the chip and the devices on the electrode pad 70.

도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 제1 패키지의 제2, 3, 4실시단면도로, 도5a는 그라운드 비아가 채워지지 않고 비아 표면에 그라운드 금속이 형성되는 예이고, 도5b는 앞면 위에 형성되는 비아 인터커넥션이 홀을 채우는 것이 아니라 표면에 금속(90)을 증착함으로써 인터커넥션을 형성하는 예이며, 도5c는 칩을 붙일 영역을 절연막(30) 위에 형성하는 예이다.5A to 5C are cross-sectional views of the second, third and fourth implementations of the first package according to the present invention. FIG. 5A is an example in which ground metal is formed on the via surface without filling the ground via, and FIG. 5B is formed on the front surface. The via interconnection is an example of forming an interconnection by depositing a metal 90 on the surface instead of filling holes, and FIG. 5C illustrates an example of forming a region on the insulating film 30 to attach a chip.

도6a 내지 도6e는 본 발명에 따른 제1 패키지의 제5 실시단면도로, 도6a와 같이 실리콘기판(10)을 식각하여 칩을 붙일 공간을 형성한 후에 그라운드 금속(20-1)을 증착한다. 그리고 도6b와 같이 백사이드 실리콘을 식각하여 그라운드 비아홀을 형성한 후 금속으로 채워 그라운드 금속(20-2)을 형성하고, 그라운드 금속(20-2) 위에 증착하여 완전한 그라운드 금속(20-3)을 형성한다. 이후 도6c와 같이 앞면의 그라운드 금속(20-1) 위에 저손실을 갖는 BCB 혹은 다른 폴리머 절연막(30)을 두껍게 30~40㎛ 이상 증착한 후 사진식각법과 건식식각법을 이용하여 비아홀과 칩을 붙일 영역을 형성하고, 칩을 붙일 캐비티 영역은 포토레지스트로 입혀서 전기도금이 되지않게 하고 비아홀만 전기도금을 이용하여 채워 인터커넥션 라인(31)을 형성하고, 칩과 소자들을 전기적으로 연결하기 위한 전극패드(70)를 형성한다. 그리고 도6e와 같이 전극패드(70) 위에 칩과 소자들을 붙이기 위해 플립칩 본딩을 위한 솔더(80)들을 형성한다.6A through 6E are cross-sectional views illustrating a fifth embodiment of the first package according to the present invention. As shown in FIG. 6A, the silicon substrate 10 is etched to form a space to attach a chip, and then the ground metal 20-1 is deposited. . 6B, the backside silicon is etched to form a ground via hole, and then filled with metal to form a ground metal 20-2, and then deposited on the ground metal 20-2 to form a complete ground metal 20-3. do. Thereafter, as shown in FIG. 6C, BCB or another polymer insulating film 30 having a low loss is deposited on the front ground metal 20-1 at a thickness of 30 to 40 μm or more, and the via hole and the chip are attached using photolithography and dry etching. Electrode pads to form the area, the cavity area to attach the chip is coated with photoresist so as not to be electroplated and only via holes are filled with electroplating to form the interconnection line 31, and to electrically connect the chip and the devices. Form 70. 6E, solder 80 for flip chip bonding is formed on the electrode pad 70 to attach the chip and the devices.

도7a 내지 도7f는 본 발명에 따른 제1 패키지의 제6 실시단면도로, 인턱터, 캐패시터, 저항을 제1 패키지를 만들때에 동시에 집적화 시킨 예이다.7A to 7F are cross-sectional views of a sixth embodiment of a first package according to the present invention, in which an inductor, a capacitor, and a resistor are simultaneously integrated when a first package is made.

도7a와 같이 실리콘기판(10)을 식각하여 칩을 붙일 공간을 형성한 후에 그라운드 금속(20-1)을 증착한다. 그리고 도7b와 같이 백사이드 실리콘을 식각하여 그라운드 비아홀을 형성한 후 금속으로 채워 그라운드 금속(20-2)을 형성한다. 그리고 도7c와 같이 그라운드 금속(20-2) 위에 금속을 증착하여 완전한 그라운드(20-3)를 형성한다. 이후 도7d와 같이 앞면의 그라운드 위에 저손실을 갖는 BCB 혹은 다른 폴리머 절연막(30)을 두껍게 30~40㎛ 이상 증착한 후 도7e와 같이 사진식각법과 건식식각법을 이용하여 비아홀과 칩을 붙일 영역을 형성한다. 그리고 칩을 붙일 캐비티 영역은 포토레지스트로 입혀서 전기도금이 되지않게 하고 비아홀만 전기도금을 이용하여 채워 인터커넥션 라인(31)을 형성한다.As shown in FIG. 7A, the silicon substrate 10 is etched to form a space to attach the chip, and then the ground metal 20-1 is deposited. As shown in FIG. 7B, the backside silicon is etched to form a ground via hole, and then filled with metal to form the ground metal 20-2. As shown in FIG. 7C, the metal is deposited on the ground metal 20-2 to form a complete ground 20-3. Subsequently, as shown in FIG. 7D, BCB or another polymer insulating film 30 having low loss is deposited on the front ground to a thickness of 30 to 40 μm or more, and then, as shown in FIG. Form. The cavity area to attach the chip is coated with photoresist so as not to be electroplated, and only the via hole is filled with electroplating to form the interconnection line 31.

도7f와 같이 그 위에 저항, 캐패시터, 인덕터 등의 소자들을 일련의 반도체 공정을 이용하여 형성하고 칩과 소자들을 전기적으로 연결하기 위한 전극패드(70)를 형성한다. 그리고 전극패드(70) 위에 칩과 소자들을 붙이기 위해 플립칩 본딩을 위한 솔더(80)들을 형성한다.As shown in FIG. 7F, devices such as resistors, capacitors, inductors, and the like are formed using a series of semiconductor processes, and electrode pads 70 for electrically connecting chips and devices are formed. Then, solder 80 for flip chip bonding is formed on the electrode pad 70 to attach the chip and the devices.

도8a 내지 도8c는 본 발명에 따른 제2 패키지의 단면도로, 도8a는 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같은 RF 모듈 패키지용 제2 패키지이고, 도8b는 도3c에 도시된 바와 같은 RF 모듈 패키지용 제2 패키지이고, 도8c는 도3d에 도시된 바와 같은 RF 모듈 패키지용 제2 패키지를 도시한 것이다.8A-8C are cross-sectional views of a second package according to the present invention, FIG. 8A is a second package for an RF module package as shown in FIGS. 3A and 3B, and FIG. 8B is an RF as shown in FIG. 3C. A second package for the module package, and FIG. 8C shows a second package for the RF module package as shown in FIG. 3D.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 모듈 패키지 및 모듈 패키징 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The module package and the module packaging method according to the present invention as described above has the following effects.

실리콘이라는 저가 재료와 종래의 반도체 공정과 유사한 마이크로머시닝 기술을 이용하여 모듈을 하나의 웨이퍼 레벨에서 대량으로 일괄적으로 형성하고 한번에 패키지하여 이를 개별 패키지로 분리함으로써 무선통신 모듈의 저가격화 및 소형화를 실현한다.Using low-cost materials such as silicon and micromachining techniques similar to conventional semiconductor processes, modules can be formed in bulk at one wafer level, packaged at once, and separated into individual packages to realize low cost and miniaturization of wireless communication modules. do.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (7)

그 상부에 다수개의 소자 및 칩으로 구성되는 모듈을 한번에 패키징하기 위한 제1 패키지;A first package for packaging a module composed of a plurality of devices and chips thereon; 상기 제1 패키지와 대향하는 위치에 제1 패키지와 함께 상기 모듈을 패키징하는 제2 패키지를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모듈 패키지.And a second package for packaging the module together with the first package at a position opposite to the first package. 제1항에 있어서, 상기 제1 패키지는The method of claim 1, wherein the first package 기판;Board; 상기 소자들을 선택적으로 절연시키기 위해 상기 기판 상부에 형성된 절연막;An insulating film formed over the substrate to selectively insulate the devices; 상기 절연막 상부에 형성되어 상기 칩 및 소자들을 전기적으로 연결하는 전극 패드;An electrode pad formed on the insulating layer to electrically connect the chips and the devices; 상기 모듈과 전기적으로 연결되어 공통으로 접지되는 그라운드 금속을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모듈 패키지.And a ground metal electrically connected to the module and commonly grounded. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 소자들은 상기 전극패드에 의해 와이어링, 또는 플립칩본딩에 의해 연결되거나, 또는 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 모듈 패키지.The device is a module package, characterized in that connected by the electrode pads by a wiring, flip chip bonding, or directly connected. 제1항에 있어서, 상기 제2 패키지는The method of claim 1, wherein the second package 기판;Board; 상기 모듈과 전기적으로 연결되어 공통으로 접지되는 그라운드 금속을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모듈 패키지.And a ground metal electrically connected to the module and commonly grounded. 제3항에 있어서, 상기 제2 패키지는The method of claim 3, wherein the second package 상기 모듈의 크로스 토크(cross-talk)를 방지하기 위해 상기 칩과 소자, 소자와 소자 사이에 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 모듈 패키지.And a protrusion between the chip and the device, the device and the device to prevent cross-talk of the module. 제2, 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈 패키지.4. The module package of any one of claims 2 and 3, wherein the substrate is made of silicon. 기판을 준비하여 다수의 제1 패키지를 일괄적으로 형성하는 단계;Preparing a substrate to collectively form a plurality of first packages; 상기 제1 패키지 위에 모듈을 형성하고 모듈 사이를 와이어링 혹은 플립칩 본딩하는 단계;Forming a module on the first package and wiring or flip chip bonding between the modules; 일괄적으로 다수의 제2 패키지가 형성된 기판을 상기 제1 패키지가 형성된 기판 위에 대향시켜 접합하는 단계;Bonding a plurality of substrates on which the second package is formed to face each other on the substrate on which the first package is formed; 상기 접합으로 인해 대향하는 제1 및 제2 패키지들을 절단하여 개별적으로 패키지된 모듈을 얻는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 모듈 패키징 방법.Cutting the opposing first and second packages due to the bonding to obtain a separately packaged module.
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