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▶ エルジー イノテック カンパニー リミテッドの特許一覧

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-08
(54)【発明の名称】半導体パッケージ
(51)【国際特許分類】
   H05K 3/46 20060101AFI20241031BHJP
   H05K 1/02 20060101ALI20241031BHJP
【FI】
H05K3/46 Q
H05K1/02 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024532956
(86)(22)【出願日】2022-12-01
(85)【翻訳文提出日】2024-05-31
(86)【国際出願番号】 KR2022019357
(87)【国際公開番号】W WO2023101465
(87)【国際公開日】2023-06-08
(31)【優先権主張番号】10-2021-0170023
(32)【優先日】2021-12-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517099982
【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100219265
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇大
(74)【代理人】
【識別番号】100203208
【弁理士】
【氏名又は名称】小笠原 洋平
(74)【代理人】
【識別番号】100216839
【弁理士】
【氏名又は名称】大石 敏幸
(74)【代理人】
【識別番号】100228980
【弁理士】
【氏名又は名称】副島 由加里
(74)【代理人】
【識別番号】100151448
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 孝博
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(72)【発明者】
【氏名】チェ,ユリム
(72)【発明者】
【氏名】カン,テギュ
(72)【発明者】
【氏名】イ,ドンコン
【テーマコード(参考)】
5E316
5E338
【Fターム(参考)】
5E316AA32
5E316AA43
5E316CC04
5E316CC05
5E316CC09
5E316CC32
5E316CC33
5E316CC38
5E316CC39
5E316DD13
5E316DD23
5E316DD24
5E316DD34
5E316EE08
5E316EE31
5E316FF07
5E316FF08
5E316FF09
5E316FF10
5E316FF13
5E316FF14
5E316FF18
5E316GG15
5E316GG17
5E316GG19
5E316GG28
5E316HH06
5E316HH40
5E316JJ15
5E316JJ25
5E316JJ27
5E338AA03
5E338AA16
5E338BB14
5E338BB75
5E338EE11
5E338EE27
5E338EE60
(57)【要約】
実施例に係る半導体パッケージは、キャビティを含む第1絶縁層と、前記第1絶縁層のキャビティ内に埋め込まれた連結部材と、前記キャビティ内に埋め込まれ、前記連結部材を取り囲むモールディング層と、を含み、前記モールディング層の幅は、前記第1絶縁層の下面から上面に向かう方向に沿って漸減する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャビティを含む第1絶縁層と、
前記第1絶縁層のキャビティ内に埋め込まれた連結部材と、
前記キャビティ内に埋め込まれ、前記連結部材を取り囲むモールディング層と、を含み、
前記モールディング層の幅は、前記第1絶縁層の下面から上面に向かう方向に沿って漸減する、半導体パッケージ。
【請求項2】
前記第1絶縁層の上に配置され、前記連結部材と垂直方向に重なった第1電極パターンと、前記連結部材と垂直方向に重ならない第2電極パターンとを含む第1回路パターンと、
前記第1回路パターンの前記第2電極パターンの上に配置されたポストバンプと、
前記第1絶縁層内に埋め込まれ、前記連結部材と水平方向に重なり、前記ポストバンプと垂直方向に重なった貫通電極と、を含み、
前記連結部材は、前記第1電極パターンと連結されるパッド部を備え、
前記貫通電極の幅は、前記パッド部の幅より大きい、請求項1に記載の半導体パッケージ。
【請求項3】
前記貫通電極は、垂直方向に向かって幅が変化し、
前記パッド部の幅は、前記貫通電極の全体領域で最小幅を有する領域の幅より小さい、請求項2に記載の半導体パッケージ。
【請求項4】
前記第1電極パターンの幅は、前記第2電極パターンの幅より小さい、請求項2に記載の半導体パッケージ。
【請求項5】
前記連結部材の前記パッド部は、
第1金属層と、
前記第1金属層の上に配置された第2金属層と、
前記第2金属層の上に配置された第3金属層と、を含み、
前記第3金属層の下面は、前記第2金属層と接触する第1部分と、前記第2金属層と接触しない第2部分を含む、請求項2に記載の半導体パッケージ。
【請求項6】
前記第3金属層の下面の幅は、前記第2金属層の上面の幅より大きい、請求項5に記載の半導体パッケージ。
【請求項7】
前記第3金属層の上面の幅は、前記第3金属層の上面の幅より大きい、請求項5に記載の半導体パッケージ。
【請求項8】
前記第3金属層は、下面から上面に向かうほど幅が大きくなる、請求項5に記載の半導体パッケージ。
【請求項9】
前記連結部材は、前記第3金属層を向けて突出した凹凸面を備えた絶縁部材を含む、請求項5に記載の半導体パッケージ。
【請求項10】
前記第3金属層の下面の第2部分は、前記絶縁部材の前記凹凸面と接触しない、請求項9に記載の半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施例は、半導体パッケージに関するものとして、特に回路基板及び連結部材を含む半導体パッケージに関するものである。
【背景技術】
【0002】
電気/電子製品の高性能化が進むにつれて、限定された大きさの基板により多いパッケージを付着するための技術が提案及び研究されている。ただし、一般的なパッケージは、1つの半導体パッケージが搭載されることを基本とするので、所望の性能を得るのに限界がある。
【0003】
一般的な半導体パッケージは、プロセッサチップが配置されたプロセッサパッケージと、メモリチップが付着されたメモリパッケージが1つとして連結された形態を有する。半導体パッケージは、プロセッサチップとメモリチップを1つの統合パッケージとして製造することで、チップの実装面積を減らし、ショートパスを介して高速信号伝送が可能な長所がある。
【0004】
このような長所により、上記のような半導体パッケージは、モバイル機器等に多く適用されている。
【0005】
一方、最近からモバイル機器のような電子機器の高仕様化、HBM(High Bandwidth Memory)の採用等により、パッケージのサイズが大きくなっており、これによるインターポーザを含む半導体パッケージが主に使用されている。このとき、前記インターポーザはシリコン基板で備えられる。
【0006】
しかし、シリコン基板のようなインターポーザの場合、インターポーザを製造するための費用が高く、TSV(Through Silicon Via)の形成が複雑な問題点がある。
【0007】
また、従来の半導体パッケージは、シリコン系インターコネクトブリッジのような連結部材を含んでいる。シリコン系インターコネクトブリッジの場合、ブリッジのシリコン材料と基板のオーガニック材料の間のCTE(Coefficient of Thermal Expansion)のミスマッチによる信頼性問題が存在し、パワーインテグリティ(Power Integrity)特性が低下する問題がある。
【0008】
また、従来の半導体パッケージに適用される連結部材は、エッチング工程によって製造され、これにより連結部材のパッド部はメッキ工程によって製造されたパッド部に比べて高い表面粗さを有する。これにより、従来の半導体パッケージに適用される連結部材は、高周波数に適用が難しい問題がある。例えば、従来の連結部材は、パッド部の高い表面粗さにより高周波数の信号伝送時に表皮効果による信号損失が大きい問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
実施例は、新しい構造の半導体パッケージを提供する。
【0010】
また、実施例は、高周波数帯域の信号伝送が可能な半導体パッケージを提供する。
【0011】
また、実施例は、絶縁層とパッド部の間の接着力が向上した半導体パッケージを提供する。
【0012】
また、実施例は、多数の半導体素子が水平方向に並んで(side by side)実装された半導体パッケージを提供する。
【0013】
提案される実施例で解決しようとする技術的課題は、以上で言及された技術的課題に制限されるものではなく、言及されていないさらに他の技術的課題は、以下の記載から実施例が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【0014】
実施例に係る半導体パッケージは、キャビティを含む第1絶縁層と、前記第1絶縁層のキャビティ内に埋め込まれた連結部材と、前記キャビティ内に埋め込まれ、前記連結部材を取り囲むモールディング層と、を含み、前記モールディング層の幅は、前記第1絶縁層の下面から上面に向かう方向に沿って漸減する。
【0015】
また、前記半導体パッケージは、前記第1絶縁層の上に配置され、前記連結部材と垂直方向に重なった第1電極パターンと、前記連結部材と垂直方向に重ならない第2電極パターンとを含む第1回路パターンと、前記第1回路パターンの前記第2電極パターンの上に配置されたポストバンプと、前記第1絶縁層内に埋め込まれ、前記連結部材と水平方向に重なり、前記ポストバンプと垂直方向に重なった貫通電極と、を含み、前記連結部材は、前記第1電極パターンと連結されるパッド部を備え、前記貫通電極の幅は、前記パッド部の幅より大きい。
【0016】
また、前記貫通電極は、垂直方向に向かって幅が変化し、前記パッド部の幅は、前記貫通電極の全体領域で最小幅を有する領域の幅より小さい。
【0017】
また、前記第1電極パターンの幅は、前記第2電極パターンの幅より小さい。
【0018】
また、前記連結部材の前記パッド部は、第1金属層と、前記第1金属層の上に配置された第2金属層と、前記第2金属層の上に配置された第3金属層と、を含み、前記第3金属層の下面は、前記第2金属層と接触する第1部分と、前記第2金属層と接触しない第2部分を含む。
【0019】
また、前記第3金属層の下面の幅は、前記第2金属層の上面の幅より大きい。
【0020】
また、前記第3金属層の上面の幅は、前記第3金属層の上面の幅より大きい。
【0021】
また、前記第3金属層は、下面から上面に向かうほど幅が大きくなる。
【0022】
また、前記連結部材は、前記第3金属層を向けて突出した凹凸面を備えた絶縁部材を含む。
【0023】
また、前記第3金属層の下面の第2部分は、前記絶縁部材の前記凹凸面と接触しない。
【0024】
また、前記凹凸面の高さは、前記絶縁部材の上面の表面粗さの値に対応する。
【0025】
また、前記表面粗さの値は、8nm~40nmの間の範囲を満足する。
【0026】
また、前記第1金属層は、30nm~100nmの範囲の厚さを有し、前記第2金属層は、100nm~500nmの範囲の厚さを有し、前記第3金属層は、2um~7umの範囲の厚さを有する。
【0027】
また、前記第3金属層の厚さは、前記パッド部の厚さの75%~98%の範囲を満足する。
【0028】
また、前記第3金属層の上面及び側面のうち少なくとも1つの表面粗さは、前記第1金属層の側面及び前記第2金属層の側面の表面粗さより小さい。
【0029】
また、前記第1金属層は、第1金属物質を含み、前記第2及び第3金属層は、前記第1金属物質と異なる第2金属物質を含む。
【0030】
また、前記第1金属層の第1金属物質は、チタンを含み、前記第2及び第3金属層の第2金属物質は、銅を含む。
【0031】
また、前記パッド部は、下面を含み、前記パッド部の下面は、段差部を含み、前記段差部は、前記パッド部の下面の外側部に位置する。
【0032】
また、前記連結部材は、絶縁部材及び前記絶縁部材と前記パッド部の間に配置された第1金属層を含み、前記第1金属層は、前記段差部と垂直に重ならない。
【0033】
また、前記パッド部の下面は、前記段差部によって前記第1金属層と接触する第1部分と、前記第1金属層と接触しない第2部分を含む。
【発明の効果】
【0034】
実施例の半導体パッケージは、連結部材を含むことができる。
【0035】
前記連結部材は、絶縁層及び前記絶縁層の上に配置された回路パターン層を含むことができる。前記回路パターン層は、第1金属層、第2金属層及び第3金属層を含むことができる。このとき、前記回路パターン層は、第1金属層及び第2金属層に対応する領域に陥没部または段差部が備えられる。これにより、前記回路パターン層の第3金属層の下面は、段差を有することができる。前記第3金属層の下面のうち外側部に対応する領域は、前記絶縁層の上面と接触しない。例えば、前記第3金属層の下面の外側部は、前記絶縁層の上面に形成された凹凸面と接触しない。前記第3金属層の下面の外側部と前記凹凸面の間には追加積層絶縁層またはモールディング層が形成される。これにより、実施例は、前記連結部材に含まれる回路パターン層の線幅や間隔を微細化するとともに、前記回路パターン層が前記絶縁層から脱膜する物理的信頼性問題を解決することができる。また、実施例の前記回路パターン層の第3金属層は、前記第1金属層及び第2金属層をシード層として電解メッキして形成することができる。これにより、前記第3金属層の側面及び上面に対する表面粗さをエッチング方式で形成された金属層の表面粗さに比べて小さくすることができる。これにより、実施例は、前記第3金属層の表面粗さを減らすことができ、これにより高周波数帯域の信号を伝送時に表皮効果によって発生する信号伝送損失を最小化することができ、これによる信号特性を向上させることができる。
【0036】
実施例の回路基板は、第1絶縁層及び第2絶縁層を含むことができる。前記第1絶縁層は、強化部材を含むことができ、前記第2絶縁層は、強化部材を備えなくてもよい。実施例では、第1絶縁層の層数を最少とし、第2絶縁層の層数を利用して回路基板の回路設計が行われるようにすることができる。これにより、実施例は、第1絶縁層を利用して回路基板の反り特性を向上させることができ、前記第2絶縁層を利用して回路基板の厚さを減らすことができる。これにより、実施例は、回路基板の厚さを減らすことができ、半導体パッケージの厚さを減らすことができ、前記半導体パッケージが適用される電子製品及び/またはサーバーの厚さを減らすことができる。また、実施例は、回路基板の上に半導体素子及び連結部材が安定的に配置される。これにより、実施例は、半導体素子が安定的に動作することができ、ひいては電子製品及び/またはサーバーが安定的に動作するようにすることができる。
【0037】
また、実施例では、第1絶縁層の上面に少なくとも一部が埋め込まれた第1回路パターンを含むことができる。前記第1回路パターンは、半導体素子が実装される第1及び第2パッドを含むことができる。このとき、前記第1パッド及び第2パッドは、第1及び第2半導体素子の実装のための実装パッドとして利用されるとともに、連結部材と連結される端子パッドとして利用される。これにより、実施例は、半導体素子と連結部材の間の信号伝送距離を減らすことができ、これによる信号伝送損失を最小化することができる。
【0038】
また、実施例は、強化部材を含む第1絶縁層によって前記第1回路パターンの側面の少なくとも一部が支持されるようにすることができる。よって、実施例は、前記第1回路パターンと第1絶縁層の間の結合強度を向上させることができ、ひいては製品信頼性を向上させることができる。
【0039】
また、従来の半導体パッケージに備えられた連結部材は、回路基板内に埋め込まれた状態で備えられる。例えば、従来の連結部材は、回路基板内に埋め込まれる。この場合、回路基板の反り特性により前記連結部材の反りが発生し、これによる前記連結部材の信頼性が低下し得る。例えば、前記連結部材の熱膨張係数は、前記回路基板の熱膨張係数と異なることがあり、これによるクラックが発生し得る。よって、前記連結部材に備えられた微細回路層の損傷が発生し得る。これに対し、実施例の連結部材は、第1キャビティ内に配置されて第1モールディング層によって保護される。さらに、前記連結部材の下側には追加的な絶縁層及び回路パターンが備えられなくてもよい。よって、実施例は、回路基板の多様な使用環境で前記連結部材の反り特性を向上させることができる。これにより、実施例は、第1及び第2半導体素子の間の通信性能を向上させることができる。また、実施例は、前記連結部材の少なくとも一部が第1モールディング層の下側に露出するようにすることができる。これにより、実施例は、前記連結部材で発生する熱を外部に容易に放出することができ、これによる前記連結部材の放熱特性を向上させることができる。さらに、実施例は、前記連結部材の物理的信頼性及び電気的信頼性を向上させることができる。
【0040】
また、実施例は、ポストバンプを保護する第2モールディング層と半導体素子を保護する第3モールディング層を含むことができる。前記第2及び第3モールディング層は、互いに異なる絶縁物質を含むことができ、互いに異なる強度を有することができる。これにより、実施例は、ポストバンプ及び半導体素子が安定的に保護されるようにすることができる。また、実施例は、前記第2モールディング層が形成された状態で回路基板の製造工程が行われるようにすることができる。これにより、実施例は、連結部材の実装時に回路基板の損傷を保護することができ、ひいては回路基板と連結部材の間の連結信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
図1図1は、第1実施例に係る回路基板を示した断面図である。
図2図2は、図1の一部構成を説明するための図面である。
図3図3は、図2の第1絶縁層を構成する回路パターンの層構造を具体的に示した図面である。
図4図4は、図2の第1回路パターンのパッドを説明するための図面である。
図5図5は、図1のポストバンプを説明するための図面である。
図6図6は、実施例の連結部材を示した図面である。
図7図7は、図6の連結部材の再配線層の詳細構造を示した図面である。
図8図8は、図7の連結部材の特定領域を拡大した拡大図である。
図9a図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
図9b図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
図9c図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
図9d図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
図9e図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
図9f図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
図9g図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
図9h図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
図10a図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10b図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10c図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10d図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10e図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10f図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10g図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10h図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10i図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10j図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10k図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10l図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10m図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10n図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10o図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10p図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10q図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10r図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10s図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10t図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10u図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図10v図10a~10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
図11図11は、実施例に係る第1半導体パッケージを示した図面である。
図12図12は、実施例に係る第2半導体パッケージを示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。
【0043】
ただし、本発明の技術思想は、説明される一部実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現することができ、本発明の技術思想の範囲内であれば、実施例の間でその構成要素のうちの1つ以上を選択的に結合、置き換えて用いることができる。
【0044】
また、本発明の実施例で用いられる用語(技術及び科学的用語を含む)は、明白に特定して記述されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に一般的に理解できる意味と解釈され、辞書に定義された用語のように一般的に使用される用語は、かかわる技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈できるだろう。また、本発明の実施例で用いられる用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。
【0045】
本明細書において、単数形は、文句で特に言及しない限り複数形も含むことができ、「A及びB、Cのうち少なくとも1つ(または1つ以上)」と記載される場合、A、B、Cで組合せることのできる全ての組合せのうち1つ以上を含むことができる。また、本発明の実施例の構成要素の説明において、第1、第2、A、B、(a)、(b)等の用語を用いることができる。
【0046】
このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該構成要素の本質または順序等が限定されるものではない。そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は他の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合だけではなく、その構成要素とその他の構成要素の間にあるさらに他の構成要素により「連結」、「結合」または「接続」される場合も含むことができる。
【0047】
また、各構成要素の「上または下」に形成または配置されると記載される場合、「上または下」は、二つの構成要素が直接接触する場合だけではなく、1つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また「上または下」と表現される場合、1つの構成要素を基準として、上側方向だけではなく下側方向の意味も含むことができる。
【0048】
実施例は、高周波数帯域の信号の伝送が可能な連結部材を提供し、前記連結部材を含む回路基板及び半導体パッケージを提供する。
【0049】
また、実施例は、1つの基板の上に複数の半導体素子が実装された半導体パッケージを提供する。
【0050】
また、実施例は、ポストバンプを利用して微細ピッチを具現することができ、インターポーザを除去可能な半導体パッケージを提供する。
【0051】
<電子デバイス>
実施例の説明の前に、実施例の半導体パッケージが適用される電子デバイスに対して簡略に説明することにする。電子デバイスは、メインボード(図示されない)を含む。前記メインボードは、多様な部品と物理的及び/又は電気的に連結される。例えば、メインボードは、実施例の半導体パッケージと連結される。前記半導体パッケージには、多様な半導体素子が実装される。
【0052】
前記半導体素子は、能動素子及び/又は受動素子を含むことができる。能動素子は、素子が数百ないし数百万個以上が1つのチップ内に集積化された集積回路(IC)形態の半導体素子であってもよい。半導体素子は、ロジックチップ、メモリチップ等であってもよい。ロジックチップは、セントラルプロセッサ(CPU)、グラフィックプロセッサ(GPU)等であってもよい。例えば、ロジックチップは、セントラルプロセッサ(CPU)、グラフィックプロセッサ(GPU)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラーのうち少なくとも1つを含むアプリケーションプロセッサ(AP)半導体素子であるか、またはアナログ‐デジタルコンバータ、ASIC(application‐specific IC)等であるか、または上記したものの特定組合わせを含むチップセットであってもよい。
【0053】
メモリチップは、HBM等のスタックメモリであってもよい。また、メモリチップは、揮発性メモリ(例えば、DRAM)、不揮発性メモリ(例えば、ROM)、フラッシュメモリ等のメモリチップを含むことができる。
【0054】
一方、実施例の半導体パッケージが適用される製品群は、CSP(Chip Scale Package)、FC‐CSP(Flip Chip‐Chip Scale Package)、FC‐BGA(Flip Chip Ball Grid Array)、POP(Package On Package)及びSIP(System In Package)のうちいずれか1つであってもよいが、これに限定されるものではない。
【0055】
また、前記電子デバイスは、スマートフォン(smart phone)、PDA(personal digITal assistant)、デジタルビデオカメラ(digITal video camera)、デジタルスチルカメラ(digITal still camera)、車両、高性能サーバー、ネットワークシステム(network system)、コンピュータ(computer)、モニタ(monITor)、タブレット(tablet)、ラップトップ(laptop)、ネットブック(netbook)、テレビ(television)、テレビゲーム(video game)、スマートウォッチ(smart watch)、オートモーティブ(Automotive)等であってもよい。ただし、これに限定されるものではなく、これらの他にもデータを処理する任意の他の電子機器であってもよいことはもちろんである。
【0056】
(実施例)
以下では、実施例に係る回路基板及び前記回路基板を含む半導体パッケージに対して具体的に説明することにする。
【0057】
図1は、第1実施例に係る回路基板を示した断面図であり、図2は、図1の一部構成を説明するための図面であり、図3は、図2の第1絶縁層を構成する回路パターンの層構造を具体的に示した図面であり、図4は、図2の第1回路パターンのパッドを説明するための図面であり、図5は、図1のポストバンプを説明するための図面であり、図6は、実施例の連結部材を示した図面であり、図7は、図6の連結部材の再配線層の詳細構造を示した図面であり、図8は、図7の連結部材の特定領域を拡大した拡大図である。
【0058】
以下では、図1~8を参照して、第1実施例に係る回路基板と、前記回路基板内に配置され得る連結部材に対して説明する。実施例を説明する前に、以下で説明される連結部材は、ブリッジまたはブリッジ基板を意味することができる。例えば、連結部材は、再配線層を含む有機物ブリッジを含むことができる。
【0059】
回路基板は、第1キャビティC1を含むことができる。前記回路基板の第1キャビティC1内には連結部材200が配置される。前記連結部材200は、再配線基板、ブリッジ基板または微細パターン基板ということができる。
【0060】
回路基板は絶縁層110を含むことができる。絶縁層110は、複数の層で備えられてもよい。例えば、絶縁層110は、互いに異なる絶縁物質を含む複数の層を含むことができる。
【0061】
例えば、回路基板の絶縁層110は、第1絶縁物質を含む第1絶縁層111を含むことができる。例えば、回路基板の絶縁層110は、前記第1絶縁物質と異なる第2絶縁物質を含む第2絶縁層112を含むことができる。
【0062】
第1実施例の回路基板は、互いに異なる少なくとも2つの半導体素子を実装できるようにすることができる。例えば、第1実施例の回路基板は、少なくとも2つのプロセッサチップの実装を可能とすることができる。例えば、回路基板は、CPUが実装される第1実装領域と、GPUが実装される第2実装領域を提供することができる。このとき、前記第1実装領域と第2実装領域は、回路基板の最外側で水平方向に並んで配置される。例えば、実施例の回路基板は、CPU及びGPUが水平方向に一定間隔離隔した位置で並んで(side by side)実装されるようにすることができる。
【0063】
回路基板の第1絶縁層111は、1層構造を有することができる。ただし、実施例はこれに限定されるものではなく、前記第1絶縁層111が少なくとも2層以上の層構造を有することもできる。ただし、実施例は、半導体パッケージの厚さを減らすことができるようにし、これにより前記第1絶縁層111は、1層構造を有することができる。
【0064】
このとき、回路基板の第1絶縁層111の厚さは、回路基板の第2絶縁層112の厚さより大きくてもよい。実施例は、前記第1絶縁層111の層数を最小化し、回路配置設計によって前記第2絶縁層112の層数を増加させることができるようにする。これにより回路基板のスリム化が可能となる。
【0065】
前記第1絶縁層111は、半導体素子が実装される実装領域を提供することができる。
【0066】
実施例の回路基板は、第1絶縁層111の下面に配置される第2絶縁層112を含むことができる。前記第2絶縁層112は、1層で構成されてもよく、これと違うように2層以上の多層構造を有することができる。
【0067】
前記第2絶縁層112の最外側は、電子デバイスのメインボードと連結され、このためのメインボードとの連結のための端子パッド領域を含むことができる。
【0068】
前記第1絶縁層111は、第1絶縁物質を含むことができる。例えば、前記第1絶縁層111は、強化部材を含むことができる。一例として、前記第1絶縁層111は、プリプレグを含むことができる。前記強化部材は、ガラス繊維であってもよい。
【0069】
前記回路基板の絶縁層が強化部材を含む前記第1絶縁層111を備えることができ、これにより回路基板の厚さを減らすとともに物理的及び電気的信頼性を向上させることができる。例えば、回路基板の絶縁層が強化部材を備えない場合、回路基板のクラックが発生し、反り特性が低下し、半導体素子を安定的に支持できなくなる。
【0070】
これにより、実施例の回路基板は、複数の絶縁層のうち少なくとも1つの絶縁層が強化部材を含む第1絶縁物質の第1絶縁層111を備えることができる。さらに、実施例の回路基板は、キャビティC1、C2を備えることができる。
【0071】
このとき、前記半導体素子が実装される実装パッドの上面及び下面は、前記回路基板の第1絶縁層及び第2絶縁層と接触しない。また、前記実装パッドの側面は、前記第1絶縁層111で取り囲まれる。よって、実施例は、前記キャビティC1、C2を形成する工程で前記実装パッドが安定的に支持されるようにし、これにより連結部材及び半導体素子が安定的に支持されるようにする。
【0072】
即ち、前記第1絶縁層111は、ガラス繊維糸(glass yarn)で織造されたガラスファブリック(glass fabric)のような織物シート(fabric sheet)形態の繊維層にエポキシ樹脂等を含浸した後熱圧着を行うことで形成されてもよい。ただし、実施例はこれに限定されるものではなく、前記第1絶縁層111は、炭素繊維糸で織造された織物シート形態の繊維層を含むこともできる。
【0073】
前記第1絶縁層111は、樹脂及び前記樹脂内に配置される強化部材を含むことができる。前記樹脂は、エポキシ樹脂であってもよいが、これに限定されるものではない。前記樹脂は、エポキシ樹脂に特に制限されず、例えば分子内にエポキシ基が1つ以上含まれてもよく、これと違うようにエポキシ基が2つ以上含まれてもよく、これと違うようにエポキシ基が4つ以上含まれてもよい。また、前記樹脂110は、ナフタレン(naphthalene)基が含まれてもよく、例えば、芳香族アミン型であってもよいが、これに限定されるものではない。例えば、前記樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性ヒドロキシル基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ樹脂、ビフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、キサンテン型エポキシ樹脂、TGIC(triglycidyl isocyanurate)、ゴム変性型エポキシ樹脂及びリン(phosphorous)系エポキシ樹脂等を挙げることができ、ナフタレン系エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、及びリン(phosphorous)系エポキシ樹脂を含むことができる。また、前記強化部材は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維(例えば、アラミド系の有機材料)、ナイロン(nylon)、シリカ(silica)系の無機材料またはチタニア(titania)系の無機材料を用いることができる。前記強化部材は、前記樹脂内で、平面方向に互いに交差する形態で配列される。
【0074】
一方、前記ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維(例えば、アラミド系の有機材料)、ナイロン(nylon)、シリカ(silica)系の無機材料またはチタニア(titania)系の無機材料を用いることができる。
【0075】
一方、前記第1絶縁層111は、回路基板の第1最外側に配置される。前記第1最外側は、半導体素子が実装される領域に対応することができる。例えば、前記第1最外側は、回路基板の最上側を意味することができ、これにより前記第1絶縁層111は、回路基板を構成する複数の絶縁層のうち最上側に配置された絶縁層意味することができる。
【0076】
前記第1絶縁層111は、10μm~30μmの範囲の厚さを有することができる。例えば、前記第1絶縁層111は、15μm~25μmの範囲の厚さを満足することができる。例えば、第1絶縁層111は、18μm~23μmの範囲の厚さを満足することができる。前記第1絶縁層111の厚さが10μm未満であると、前記第1絶縁層111の上面または下面に回路パターンを安定的に配置することができなくなる。また、前記第1絶縁層111の厚さが10μm未満であると、実施例に係る回路基板の反り特性が低下し、これにより物理的信頼性または電気的信頼性が低下し得る。また、前記第1絶縁層111の厚さが30μmを超過すると、回路基板の全体的な厚さが増加する。また、前記第1絶縁層111の厚さが30μmを超過すると、前記第1絶縁層111の上面または下面に形成される回路パターンの線幅または間隔が増加する。
【0077】
一方、前記第1絶縁層111の厚さは、前記第1絶縁層111の上面及び下面にそれぞれ配置された回路パターンの間の垂直距離を意味することができる。例えば、第1絶縁層111の厚さは、第1回路パターン121の下面と第2回路パターン122の上面の間の垂直距離を意味することができる。
【0078】
前記第1絶縁層111の下面には、第2絶縁層112が配置される。前記第2絶縁層112は、2層構造を有することができる。
【0079】
前記第2絶縁層112は、前記第1絶縁層111を構成する第1絶縁物質と異なる第2絶縁物質を含むことができる。例えば、前記第2絶縁層112は、ガラス繊維を含まない樹脂で構成されてもよい。一例として、前記第2絶縁層112は、RCC(Resin Coated Copper)であってもよい。
【0080】
前記第2絶縁層112は、前記第1絶縁層111の下面に配置された第1層112-1と、前記第1層112-1の下面に配置された第2層112-2を含むことができる。
【0081】
前記第1層112-1及び第2層112-2のそれぞれの厚さは、前記第1絶縁層111の厚さより小さくてもよい。
【0082】
例えば、前記第1層112-1及び第2層112-2は、それぞれ8μm~20μmの厚さを有することができる。例えば、前記第1層112-1及び第2層112-2は、それぞれ8.5μm~17μmの厚さを有することができる。例えば、前記第1層112-1及び第2層112-2は、それぞれ9μm~15μmの厚さを有することができる。
【0083】
前記第1層112-1の厚さは、第2回路パターン122の下面と第3回路パターン123の上面の間の距離を意味することができる。また、前記第2層112-2の厚さは、前記第3回路パターン123の下面と前記第4回路パターン124の上面の間の距離を意味することができる。
【0084】
前記第1層112-1及び第2層112-2の厚さが8μm未満であると、回路パターンの安定した配置が難しくなり、回路基板の反り特性が低下し得る。前記第1層112-1及び第2層112-2の厚さが20μmを超過すると、回路パターンの線幅や間隔が増加し、回路基板の厚さが増加する。
【0085】
実施例は、前記1層の第1絶縁層111を除いた残りの絶縁層がRCCの第2絶縁層で構成されるようにし、回路基板の全体的な厚さを減らすとともに、通信性能を向上させることができるようにする。
【0086】
即ち、実施例は、前記第2絶縁層112を低誘電率を有するRCCで提供することで、回路基板の厚さをスリムにするとともに高周波数帯域でも信号損失が最小化される信頼性の高い回路基板を提供することができる。
【0087】
一方、前記第2絶縁層112は、前記RCCに限定されるものではなく、ガラス繊維を含まない他の絶縁物質を含むこともできる。例えば、第2絶縁層112は、光硬化性樹脂または感光性樹脂を含むことができる。例えば、前記第2絶縁層112は、PID(Photoimageable dielectics)を含むことができる。また、前記第2絶縁層112は、Ajinomoto社で発売する製品であるABF(Ajinomoto Build-up Film)を利用することができる。
【0088】
前記第1絶縁層111の上側は、複数の半導体素子が実装される素子実装領域を備えることができる。例えば、前記第1絶縁層111の上側は、半導体素子が実装される第1領域R1と、前記第1領域R1以外の第2領域R1を含むことができる。
【0089】
前記第1領域R1は、第1半導体素子が実装される第1-1領域R1-1と、第2半導体素子が実装される第1-2領域R1-2を含むことができる。また、前記第1-1領域R1-1及び前記第1-2領域R1-2は、それぞれ複数の領域に区分することができる。前記第1-1領域R1-1は、第1-1サブ領域R1-11及び第1-2サブ領域R1-12を含むことができる。第1-2領域R1-2は、第2-1サブ領域R1-21及び第2-2サブ領域R1-22を含むことができる。
【0090】
即ち、前記第1及び第2半導体素子は、互いに電気的に連結されるべき端子を含むことができる。例えば、前記第1及び第2半導体素子は、電気的に連結されるべき第1-1端子と、それ以外の第1-2端子を含むことができる。また、第2半導体素子は、前記第1半導体素子と電気的に連結されるべき第2-1端子と、それ以外の第2-2端子を含むことができる。
【0091】
前記第1-1サブ領域R1-11は、前記第1半導体素子の端子のうち第1-2端子と連結される実装パッドが配置された領域であり、第1-2サブ領域R1-12は、前記第1半導体素子の端子のうち前記第1-1端子と連結される実装パッドが配置された領域である。
【0092】
これに対応するように、第2-1サブ領域R1-21は、前記第2半導体素子の端子のうち第2-2端子と連結される実装パッドが配置された領域であり、第2-2サブ領域R1-22は、前記第2半導体素子の端子のうち前記2-1端子と連結される実装パッドが配置された領域である。
【0093】
また、前記第1絶縁層111の第2領域R2には、第1保護層140が配置される。このとき、前記第1保護層140は、前記第1絶縁層111の上面に配置された第1回路パターン121の上面を露出する開口部(不図示)を含むことができる。
【0094】
これにより、前記第1絶縁層111の第2領域R2は、前記第1保護層140が配置される第2-1領域R2-1と、前記第1保護層140の開口部に対応する第2-2領域R2-2を含むことができる。
【0095】
また、前記第2絶縁層112の下面は、第3領域R3及び第4領域R4を含むことができる。
【0096】
即ち、前記第2絶縁層112の下面は、連結部材200が配置される領域と、それ以外の領域に区分することができる。例えば、前記第2絶縁層112の下面は、第2保護層145が配置される領域と、それ以外の領域に区分することができる。前記第2絶縁層112の前記第3領域R3は、前記連結部材200が配置される領域及び前記第2保護層145が配置されない領域を意味することができる。また、前記第2絶縁層112の第4領域R4は、前記連結部材200が配置されない領域または前記第2保護層145が配置される領域を意味することができる。一方、前記第2保護層145は、前記第2絶縁層112の下面(明確には、第2層112-2の下面)に配置された第4回路パターン124の下面を露出する開口部(不図示)を含むことができる。これにより、前記第2絶縁層112の前記第4領域R4は、前記第2保護層145が配置される第4-1領域R4-1と、前記第2保護層145の開口部に対応する第4-2領域R4-2を含むことができる。
【0097】
実施例の回路基板は、それぞれの絶縁層の表面に配置された回路パターンを含むことができる。
【0098】
例えば、実施例は、第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124を含むことができる。
【0099】
このとき、実施例の回路基板はETS工法を適用して回路パターンを形成し、これにより、回路基板の最外側に配置された回路パターンは、ETS(Embedded Trace Substrate)構造を有することができる。例えば、回路基板に含まれた回路パターンのうち第1最外側に配置された回路パターンは、絶縁層に埋め込まれた構造を有することができ、前記第1最外側と反対となる第2最外側に配置された回路パターンは、絶縁層の表面上に突出した構造を有することができる。
【0100】
前記第1回路パターン121は、第1絶縁層111の上面に配置される。
【0101】
前記第1回路パターン121は、半導体素子が実装される領域に配置された回路パターンであってもよい。前記第1回路パターン121は、ETS構造を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121は、前記第1絶縁層111の上面に埋め込まれた構造を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121の上面は、前記第1絶縁層111の上面と同一平面上に位置することができる。ただし、実施例はこれに限定されない。例えば、前記第1回路パターン121の上面は、前記第1絶縁層111の上面より高く位置することができる。これは、前記第1回路パターン121の製造が完了すると、前記第1絶縁層111の上面の少なくとも一部をエッチングすることによって達成できる。
【0102】
前記第1回路パターン121の側面及び下面は、前記第1絶縁層111によって覆われる。ただし、前記第1回路パターン121のうち一部の下面は、後述する第1キャビティC1を介して露出することができる。
【0103】
前記第1回路パターン121は、半導体素子が実装される実装パッドを含むことができる。前記第1回路パターン121は、ETS構造を有し、前記第1絶縁層111の上面に隣接した領域に埋め込まれる。このようなETS構造は、絶縁層の上に突出した構造に比べて回路パターンの微細化が可能となる。これにより、実施例は、前記半導体素子の実装領域における実装パッドやトレースの微細化が可能であり、これにより第1及び第2半導体素子の容易な実装を可能とすることができる。
【0104】
前記第2回路パターン122は、第1絶縁層111の下面に配置される。例えば、前記第2回路パターン122は、第1絶縁層111の下面及び第2絶縁層112の第1層112-1の上面の間に配置される。前記第2回路パターン122は、前記第1絶縁層111の下面から下側方向に突出することができる。前記第2回路パターン122の側面及び下面は、前記第1層112-1によって覆われる。
【0105】
前記第3回路パターン123は、第1層112-1の下面に配置される。例えば、第3回路パターン123は、第1層112-1の下面と前記第2層112-2の上面の間に配置される。前記第3回路パターン123は、前記第1層112-1の下面から下側方向に突出することができる。前記第3回路パターン123の側面及び下面は、前記第2層112-2によって覆われる。
【0106】
前記第4回路パターン124は、前記第2層112-2の下面に配置される。前記第4回路パターン124は、回路パターン121の第2最外側に配置された回路パターンであってもよい。例えば、前記第4回路パターン124は、回路基板の最下側に配置された回路パターンであってもよい。前記第4回路パターン124は、パッドを含むことができる。前記第4回路パターン124のパッドは、電子デバイスのメインボードと連結される端子パッドであってもよい。
【0107】
前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124は、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、スズ(Sn)、銅(Cu)及び亜鉛(Zn)から選択される少なくとも1つの金属物質からなることができる。また、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124は、ボンディング力が優れる金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、スズ(Sn)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)から選択される少なくとも1つの金属物質を含むペーストまたはソルダーペーストからなることができる。好ましくは、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124は、電気伝導性が高く、比較的安価な銅(Cu)からなることができる。
【0108】
前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124は、互いに異なる厚さを有することができる。例えば、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124のうち一部は、プリプレグで構成された第1絶縁層111に配置され、残りの一部はRCCで構成された第2絶縁層112に配置される。これにより、前記第1絶縁層111に配置された回路パターンの厚さと前記第2絶縁層112に配置された回路パターンの厚さは異なる。例えば、第1絶縁層111に配置された回路パターン121の厚さは、第2絶縁層112に配置された回路パターンの厚さより大きくてもよい。
【0109】
前記第1回路パターン121及び第2回路パターン122は、10μm~25μmの範囲を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121及び第2回路パターン122は、12μm~22μmの範囲を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121及び第2回路パターン122は、13μm~18μmの範囲を有することができる。
【0110】
前記第1回路パターン121及び第2回路パターン122の厚さが10μm未満であると、第1回路パターン121及び第2回路パターン122の抵抗が増加する。また、プリプレグを含む絶縁層に10μmより小さい厚さを有する回路パターンを形成し難くなる。前記第1回路パターン121及び第2回路パターン122の厚さが25μmを超過すると、前記第1回路パターン121及び第2回路パターン122の線幅または間隔が増加し、これによる回路基板の全体的な体積が増加する。
【0111】
第3回路パターン123及び第4回路パターン124は、7μm~20μmの範囲を有することができる。例えば、前記第3回路パターン123及び第4回路パターン124は、8μm~17μmの範囲を有することができる。例えば、前記第3回路パターン123及び第4回路パターン124は、8μm~15μmの範囲を有することができる。
【0112】
前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124は、それぞれパッド及びトレースを含むことができる。
【0113】
前記パッドは、半導体素子が実装される実装パッド、貫通電極と連結される貫通電極パッド、電子デバイスのメインボードと連結される接着ボール(後述)が配置されるコアパッドまたはBGAパッドを含むことができる。前記トレースは、前記パッドと連結され、電気的信号を伝達する長いライン形態の配線を意味することができる。
【0114】
前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124のパッドは、20μm~50μmの範囲の幅を有することができる。前記第1回路パターン120のパッドは、22μm~40μmの範囲の幅を有することができる。前記第1回路パターン120のパッドは、25μm~35μmの範囲の幅を有することができる。
【0115】
前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124のトレースは、特定線幅と特定間隔を有することができる。
【0116】
例えば、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124のトレースの線幅は、5μm~20μmの範囲を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124のトレースの線幅は、7μm~15μmの範囲を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124の線幅は、8μm~12μmの範囲を有することができる。
【0117】
また、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124のトレースの間隔は、5μm~20μmの範囲を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124のトレースの間隔は、7μm~15μmの範囲を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124のトレースの間隔は、8μm~12μmの範囲を有することができる。
【0118】
一方、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123、第4回路パターン124のそれぞれのトレースは、前記範囲内で互いに異なる線幅及び間隔を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121は、半導体素子が実装される領域に配置され、これによる微細パターンで構成されなければならない。また、前記第4回路パターン124は、電子デバイスのメインボードと連結されなければならない。これにより、前記第4回路パターン124は、前記メインボードに含まれた配線の規格に対応しなければならない。これにより、実施例は、前記回路パターンのうち前記第1回路パターン121のトレースが一番小さい線幅及び間隔を有することができ、第4回路パターン124が一番大きい線幅及び間隔を有することができる。前記第2回路パターン122のトレースは、前記第1回路パターン121のトレースの線幅及び間隔より大きく、前記第4回路パターン124のトレースの線幅及び間隔より小さくてもよい。また、第3回路パターン123のトレースは、前記第2回路パターン122のトレースの線幅及び間隔より大きく、前記第4回路パターン124のトレースの間隔及び線幅より小さくてもよい。
【0119】
また、これに対応するように前記回路パターンのうち前記第1回路パターン121のパッドが最小幅を有することができ、前記第4回路パターン124のパッドが一番大きい幅を有することができる。前記第2回路パターン122のパッドは、前記第1回路パターン121のパッドの幅より大きく、前記第4回路パターン124のパッドの幅より小さい幅を有することができる。また、前記第3回路パターン123のパッドは、前記第2回路パターン122のパッドの幅より大きく、前記第4回路パターン124のパッドの幅より小さい幅を有することができる。
【0120】
一方、第1絶縁層111、第1層112-1及び第2層112-2には、それぞれ貫通電極が形成される。前記貫通電極は、それぞれの絶縁層の表面に配置された回路パターンを互いに電気的に連結することができる。
【0121】
前記第1絶縁層111には、第1貫通電極131が形成される。前記第1層112-1には、第2貫通電極132が形成される。また、第2層112-2には、第3貫通電極133が形成される。前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133は、第1絶縁層111、第1層112-1及び第2層112-2のうち1つの絶縁層のみを貫通することができ、少なくとも2つの絶縁層を共通で貫通して形成される。
【0122】
前記第1貫通電極131は、前記第1回路パターン121の下面と前記第2回路パターン122の上面の間を連結することができる。例えば、前記第1貫通電極131の上面は、前記第1回路パターン121の下面と連結され、前記第1貫通電極131の下面は、前記第2回路パターン122の上面と連結される。
【0123】
前記第2貫通電極132は、前記第2回路パターン122の下面と前記第3回路パターン123の上面の間を連結することができる。例えば、前記第2貫通電極132の上面は、前記第2回路パターン122の下面と連結され、前記第2貫通電極132の下面は、前記第3回路パターン123の上面と連結される。
【0124】
前記第3貫通電極133は、前記第3回路パターン123の下面と前記第4回路パターン124の上面の間を連結することができる。例えば、前記第3貫通電極133の上面は、前記第3回路パターン123の下面と連結され、前記第3貫通電極133の下面は、前記第4回路パターン124の上面と連結される。
【0125】
前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133は、互いに同一形状を有することができる。例えば、前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133は、上面の幅が下面の幅より小さい台形形状を有することができる。例えば、前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133は、上面の幅が下面の幅より小さくてもよい。
【0126】
前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133のそれぞれの幅は、20μm~60μmの範囲を満足することができる。前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133のそれぞれの幅は、25μm~55μmの範囲を満足することができる。前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133のそれぞれの幅は、28μm~50μmの範囲を満足することができる。前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133の幅は、それぞれの貫通電極で相対的に幅が広い下面の幅を意味することができる。
【0127】
前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133のそれぞれの幅は、連結部材200に備えられるパッド部の幅より大きくてもよい。例えば、前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133のそれぞれの上面の幅及び下面の幅のそれぞれは、前記連結部材200に備えられたパッド部の幅より大きくてもよい。これにより、実施例は、前記連結部材200と第1及び第2半導体素子の間を容易に連結できるとともに、ポストバンプを介して第3半導体素子または外部基板と容易な連結を可能とすることができる。
【0128】
前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133は、前記範囲内で互いに異なる幅を有することができる。即ち、前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133の幅の差は、前記第1回路パターン121、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124のパッドの幅差に対応することができる。
【0129】
例えば、前記貫通電極のうち前記第1貫通電極131の幅が一番小さくてもよい。また、前記貫通電極のうち前記第3貫通電極133の幅が一番大きくてもよい。また、前記第2貫通電極132は、前記第1貫通電極131の幅より大きく、前記第3貫通電極133の幅より小さくてもよい。
【0130】
前記第1貫通電極131、第2貫通電極132及び第3貫通電極133は、絶縁層110を貫通する貫通ホール内部に伝導性物質を充填して形成することができる。
【0131】
前記貫通ホールは、機械、レーザー及び化学加工のうちいずれか1つの加工方式によって形成される。前記ビアホールが機械加工によって形成される場合には、ミーリング(Milling)、ドリル(Drill)及びルーティング(Routing)等の方式を用いることができる。前記貫通ホールがレーザー加工によって形成される場合には、UVやCOレーザー方式を用いることができる。前記貫通ホールが化学加工によって形成される場合には、アミノシラン、ケトン類等を含む薬品を利用することができる。これにより、実施例は前記複数の絶縁層のうち少なくとも1つの絶縁層を開放することができる。
【0132】
一方、前記レーザーによる加工は、光学エネルギーを表面に集中させて材料の一部を溶かして蒸発させ、所望の形態を取る切断方法として、コンピュータープログラムによる複雑な形状も容易に加工することができ、他の方法では切断しにくい複合材料も加工することができる。
【0133】
また、前記レーザーによる加工は、切断直径が最小0.005mmまで可能であり、加工可能な厚さ範囲が広い長所がある。
【0134】
前記レーザー加工ドリルとして、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザーやCO2レーザーや紫外線(UV)レーザーを利用することが好ましい。YAGレーザーは、銅箔層及び絶縁層の全てを加工することができるレーザーであり、COレーザーは、絶縁層のみを加工できるレーザーである。
【0135】
前記貫通ホールが形成されると、前記貫通ホールの内部を伝導性物質で充填してそれぞれの貫通電極を形成することができる。前記貫通電極を形成する金属物質は、銅(Cu)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)及びパラジウム(Pd)から選択されるいずれか1つの物質であってもよく、前記伝導性物質の充填は、無電解メッキ、電解メッキ、スクリーンプリント(Screen Printing)、スパッタリング(Sputtering)、蒸発法(Evaporation)、インクジェット法及びディスペンシングのうちいずれか一つまたはこれらを組合わせた方式を利用することができる。
【0136】
前記回路パターン及び貫通電極は、複数の層構造を有することができる。ただし、実施例で、前記第1回路パターン121は、ETS構造を有し、これにより他の回路パターンと異なる層構造を有することができる。
【0137】
例えば、前記第1回路パターン121は、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124と異なる層構造を有することができる。例えば、前記第1回路パターン121は、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124の層数と異なってもよい。例えば、前記第1回路パターン121の層数は、第2回路パターン122、第3回路パターン123及び第4回路パターン124の層数より小さくてもよい。
【0138】
一例として、前記第1回路パターン121は、電解メッキ層のみを含むことができる。
【0139】
これと違うように、第2回路パターン122は、シード層122-1及び電解メッキ層122-2を含むことができる。また、第3回路パターン123は、シード層123-1及び電解メッキ層123-2を含むことができる。また、第4回路パターン124は、シード層124-1及び電解メッキ層124-2を含むことができる。
【0140】
即ち、前記第1回路パターン121は、回路基板の回路パターンのうち一番先に形成されるパターンであり、これにより最終工程で前記第1回路パターン121のシード層は除去される。
【0141】
一方、第1貫通電極131は、前記第2回路パターン122に対応するように、シード層131-1及び電解メッキ層131-2を含むことができる。第2貫通電極132は、前記第3回路パターン123に対応するように、シード層132-1及び電解メッキ層132-2を含むことができる。第3貫通電極133は、前記第4回路パターン124に対応するように、シード層133-1及び電解メッキ層133-2を含むことができる。
【0142】
実施例は、保護層を含むことができる。即ち、回路基板は、第1絶縁層111の上面に配置される第1保護層140を含むことができる。前記第1保護層140は、前記第1絶縁層111の前記第2領域R2に配置される。例えば、前記第1保護層140は、第2-1領域R2-1の上に配置され、ポストバンプが配置される前記第2領域R2の第2-2領域R2-2を露出する開口部を含むことができる。
【0143】
また、回路基板は、第2層112-2の下面に配置される第2保護層145を含むことができる。前記第2保護層145は、前記第2層112-2の下面の第4領域R4に配置される。
【0144】
例えば、前記第2保護層145は、前記第4-1領域R4-1の下に配置され、電子デバイスのメインボードと連結される接続部が配置される前記第4領域R4の第4-2領域R4-2を露出する開口を含むことができる。
【0145】
一方、実施例は、1つの回路基板に互いに異なる種類の複数の第1及び第2半導体素子が実装され得る実装領域を提供することができる。
【0146】
例えば、実施例で、第1-1領域R1-1は、第1半導体素子が実装される領域であり、前記第1-2領域R1-2は、第1半導体素子と異なる第2半導体素子が実装される領域であってもよい。例えば、前記第1半導体素子は、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー等のアプリケーションプロセッサ(AP)チップのうちいずれか1つであってもよい。前記第2半導体素子は、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー等のアプリケーションプロセッサ(AP)チップのうち前記第1プロセッサチップと異なる種類のプロセッサチップであってもよい。例えば、前記第1半導体素子はセントラルプロセッサチップであってもよく、前記第2半導体素子はグラフィックプロセッサチップであってもよい。即ち、実施例の回路基板はアプリケーションプロセッサを機能別に分離し、前記分離された機能別に別個のプロセッサチップを1つの基板の上に実装するダイスプリット(die split)のための回路基板であってもよい。
【0147】
このとき、ダイスプリット構造は、前記第1半導体素子と第2半導体素子の間の連結が必要である。即ち、前記第1回路パターン121には、前記第1半導体素子及び第2半導体素子を連結するためのトレースが必要である。このとき、前記トレースは、制限された空間内で前記第1半導体素子及び第2半導体素子の間の連結のために超微細化が要求される。例えば、前記トレースは、4μm以下の線幅及び4μm以下の間隔が要求される。
【0148】
このとき、第1絶縁層111及び第2絶縁層112に形成される回路パターンのトレースの線幅及び間隔を微細化することに限界がある。これにより、実施例は、連結部材200を利用して前記第1半導体素子と前記第2半導体素子の間の連結が行われるようにする。例えば、前記連結部材200は、前記第1半導体素子の少なくとも一部端子と前記第2半導体素子の少なくとも一部端子の間を連結するブリッジの機能をすることができる。
【0149】
このために、回路基板は、第1キャビティC1を含むことができる。そして、前記第1キャビティC1に連結部材200が挿入または配置される。
【0150】
このとき、前記連結部材200が挿入または配置される前記第1キャビティC1は、前記第1回路パターン121のうち前記第1領域R1に配置されたパターンの下面と垂直に重なることができる。前記連結部材200が配置される前の状態で、前記第1回路パターン121のうち前記第1領域R1に配置されるパターンの下面は、前記第1キャビティC1を介して露出することができる。
【0151】
前記連結部材200の説明の前に、前記第1絶縁層111の上面に配置された第1回路パターン121に対してより具体的に説明することにする。
【0152】
前記第1回路パターン121は、複数のパッドを含むことができる。前記パッドは電極パターンということもできる。
【0153】
前記第1回路パターン121は、前記第1半導体素子が実装される第1-1領域R1-1に配置される第1パッド121-1を含むことができる。
【0154】
前記第1パッド121-1は、第1-1サブ領域R1-11に配置される第1-1パッド121-11及び第1-2サブ領域R1-12に配置される第1-2パッド121-12を含むことができる。前記第1-2パッド121-12は、前記第1キャビティC1と厚さ方向にオーバーラップする領域に配置される。これにより、前記第1-2パッド121-12の下面は、前記第1キャビティC1を介して露出することができる。前記第1-2パッド121-12の上面は、第1半導体素子が実装される部分であり、下面は、連結部材200が付着される部分であってもよい。
【0155】
また、前記第1回路パターン121は、前記第2半導体素子が実装される第1-2領域R1-2に配置される第2パッド121-2を含むことができる。
【0156】
前記第2パッド121-2は、第2-1サブ領域R1-21に配置される第2-1パッド121-21及び第2-2サブ領域R1-22に配置される第2-2パッド121-22を含む。そして、前記第2-2パッド121-22は、前記第1キャビティC1と厚さ方向に重なる領域に配置される。これにより、連結部材200が配置される前の状態で、前記第2-2パッド121-22の下面は、前記第1キャビティC1を介して露出することができる。前記第2-2パッド121-22の上面は、第2半導体素子が実装される部分であり、下面は、連結部材200が付着される部分であってもよい。
【0157】
前記第1-2パッド121-12及び前記第2-2パッド121-22は、相互連結されるべき第1パッド121-1及び第2パッド121-2の連結パッドであってもよい。
【0158】
前記第1回路パターン121は、ポストバンプ150が配置される第3パッド121-3をさらに含む。前記第3パッド121-3は、前記第1絶縁層111の第2-2領域R2-2に配置される。即ち、前記第3パッド121-3は、前記第1保護層140の開口部を介して露出することができる。
【0159】
また、前記第1回路パターン121は、トレース121-4を含むことができる。前記トレース121-4は、前記第1回路パターン121のパッドの間を連結することができる。
【0160】
一方、実施例は、連結部材200を利用して前記第1-2パッド121-12と前記第2-2パッド121-22の間を電気的に連結することができる。前記第1パッド121-1のうち前記第2半導体素子と連結されるべき前記第1-2パッド121-12は、前記第2パッド121-2と隣接するように配置される。さらに、実施例で前記第2パッド121-2のうち前記第1半導体素子と連結されるべき第2-2パッド121-22は、前記第1パッド121-1と隣接するように配置される。よって、実施例で、前記第1-2パッド121-12と前記第2-2パッド121-22は、互いに隣接するように配置される。
【0161】
一方、前記ポストバンプ150は、第3パッド121-3の上に一定高さにて配置される。比較例は、第2接着ボール13を利用して第1パッケージと第2パッケージの間を連結した。このとき、前記第1パッケージと前記第2パッケージの間のピッチマッチングは、第2接着ボール13のピッチの限界によって難しくなる。よって、比較例は、第2基板15が追加で必要であった。これに対し、実施例は、ポストバンプ150を利用して、第1パッケージと第2パッケージの間を連結することができる。このとき、前記ポストバンプ150は、第2接着ボール13に比べて、一定レベル以上の高さで形成されても剛性を確保することができ、複数のポストバンプの間のピッチを微細化することができる。
【0162】
このとき、ポストバンプ150は、一定幅W1及び高さH1を有することができる。前記ポストバンプ150の幅W1は、20μm~50μmであってもよい。例えば、ポストバンプ150の幅W1は、25μm~45μmであってもよい。例えば、ポストバンプ150の幅W1は、28μm~40μmであってもよい。前記ポストバンプ150の幅W1が20μmより小さいと、前記ポストバンプ150の剛性が弱いので容易に崩れる問題が発生し得る。例えば、前記ポストバンプ150の幅W1が20μmより小さいと、前記ポストバンプ150が前記高さH1を持てなくなる。
【0163】
前記ポストバンプ150の高さH1は、60μm~150μmであってもよい。例えば、前記ポストバンプ150の高さH1は、70μm~135μmであってもよい。例えば、前記ポストバンプ150の高さH1は、90μm~120μmであってもよい。前記ポストバンプ150の高さH1が60μmより小さいと、以後メモリパッケージの付着時に、前記回路基板に実装される半導体素子に損傷が発生し得る。前記ポストバンプ150の高さH1が150μmより大きいと、前記回路パターン121の厚さが増加する。また、前記ポストバンプ150の高さH1が150μmより大きいと、このための前記ポストバンプ150の幅W1が増加しなければならず、これによる前記ポストバンプ150のピッチD1が増加する。
【0164】
前記ポストバンプ150は、一定レベルのピッチD1を有することができる。例えば、前記ポストバンプ150は、互いに隣接する第1ポストバンプ151及び第2ポストバンプ152を含むことができる。そして、前記ピッチD1は、第1ポストバンプ151の中心と第2ポストバンプ152の中心の間の距離を意味することができる。前記ピッチD1は、20μm~80μmの間の範囲を有することができる。例えば、前記ピッチD1は、25μm~70μmの間の範囲を有することができる。例えば、前記ピッチD1は、30μm~60μmの間の範囲を有することができる。前記ピッチD1が20μmより小さいと、隣接するポストバンプが互いに連結されて、これによるショートのような信頼性問題が発生し得る。また、前記ピッチD1が80μmより大きいと、複数の半導体素子の間を連結(例えば、ピッチマッチング)するために比較例のような第2基板が追加で必要となる。
【0165】
一方、実施例の絶縁層110は、第1キャビティC1を備え、前記第1キャビティC1内に連結部材200が挿入及び/または埋め込まれる。
【0166】
前記第1キャビティC1は、前記第1絶縁層111に形成される第1部分C1-1と、前記第1層112-1に形成される第2部分C1-2と、前記第2層112-2に形成される第3部分C1-3を含むことができる。このとき、前記第1部分C1-1の内壁の傾きは、第2部分C1-2及び第3部分C1-3の内壁の傾きと異なってもよい。例えば、前記第1部分C1-1の内壁の傾きは、前記第2部分C1-2及び第3部分C1-3の内壁の傾きより大きい傾きを有することができる。即ち、前記第1部分C1-1は、プリプレグを含む第1絶縁層111に形成され、これによりRCCを含む第2絶縁層112に形成される前記第2部分C1-2及び第3部分C1-3の内壁の傾きより大きい傾きを有することができる。
【0167】
前記第1回路パターン121で、前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22は、前記第1キャビティC1と厚さ方向または垂直方向に重なることができる。
【0168】
一方、前記第1絶縁層111は、前記第1回路パターン121と第2回路パターン122の間に配置される第1部分111-1と、前記第1回路パターン121を取り囲む第2部分を含むことができる。このとき、前記第1絶縁層111の厚さは、前記第1部分111-1の厚さを意味することができる。
【0169】
このとき、実施例で、前記第1キャビティC1は、前記第1絶縁層111の第2部分111-2の一部を開放することができる。これにより、前記第1絶縁層111の第2部分111-2は、領域別に互いに異なる厚さを有することができる。例えば、前記第1絶縁層111の第2部分111-2は、第1キャビティC1と厚さ方向にオーバーラップする第2-1部分と、それ以外の第2-2部分を含むことができる。前記第2-2部分は、前記第1回路パターン121の厚さと実質的に同一厚さを有することができる。これと違うように、前記第1キャビティC1とオーバーラップする第2-1部分は、前記第1回路パターン121の厚さ、ひいては前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22の厚さより小さくてもよい。例えば、前記第1絶縁層111で、前記第1キャビティC1とオーバーラップする第2-1部分の厚さT1は、前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22の厚さより小さくてもよい。
【0170】
ここで、実施例は、連結部材200を配置するための第1キャビティC1を絶縁層110に形成することができる。このとき、前記第1キャビティC1は、実質的に前記絶縁層110を貫通して形成される。ここで、前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22は、前記第1絶縁層111の第2-1部分により支持される。このとき、前記第1絶縁層111の第2-1部分の厚さT1は、前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22より小さくてもよい。これにより、前記第1キャビティC1を形成することにより、前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22が安定的に支持されないことがある。このとき、実施例は、上記のように回路基板の剛性を確保して反り特性を向上させるとともに、最小の厚さで前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22を安定的に支持することができるようにする。これにより、前記第1絶縁層111は、強化部材を備えることができる。実施例は、前記第1キャビティC1が備えられても前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22が安定的に支持され、これによる信頼性を向上させることができる。
【0171】
一方、前記第1キャビティC1を介して露出した前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22の下面には、第1接続部201が配置される。そして、前記連結部材200は、前記第1接続部201を介して前記第1キャビティC1内で前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22に付着される。
【0172】
前記連結部材200は、前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22を電気的に連結させることができる。例えば、前記連結部材200は、前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22を介して、第1及び第2半導体素子を互いに電気的に連結することができる。例えば、前記連結部材200は、回路基板に実装される複数の半導体素子を互いに電気的に連結させるダイの間のインターコネクション(die to die interconnection)を行うことができる。前記複数の半導体素子は、制限された空間内で、相互電気的に連結されなければならない。このとき、前記複数の半導体素子の間を連結するためには、制限された空間内で非常に密集した連結回路が必要である。これにより、実施例の連結部材200は、高密度の回路層を含み、これにより前記回路基板に実装される複数の半導体素子の間を電気的に連結することができる。
【0173】
以下では、連結部材200に対して具体的に説明することにする。
【0174】
連結部材200は、ベース層210、絶縁層220、回路パターン層230及び貫通電極240を含むことができる。実施例の前記連結部材200の回路パターン層230は、超微細化パターンであってもよい。例えば、実施例の回路パターン層230は、第1及び第2半導体素子の間を連結することができる。このとき、前記回路パターン層230は、パターン部、配線部、パッド部、電極部等と称することもできる。実施例で、前記回路パターン層230のパッド部の線幅は、1μm~8μmの間の範囲を満足することができる。例えば、実施例で、前記回路パターン層230のパッド部の線幅は、1.2μm~6.5μmの間の範囲を満足することができる。例えば、実施例の前記回路パターン層230のパッド部の線幅は、1.5μm~5μmの間の範囲を満足することができる。また、実施例で、前記回路パターン層230の隣接する複数のパッド部の間の間隔は、1μm~8μmの間の範囲を満足することができる。例えば、実施例で、前記回路パターン層230の隣接する複数のパッド部の間の間隔は、1.2μm~6.5μmの間の範囲を満足することができる。例えば、実施例の前記回路パターン層230の隣接する複数のパッド部の間の間隔は、1.5μm~5μmの間の範囲を満足することができる。これは、前記連結部材200を構成する前記絶縁層220の物質的特性及び前記回路パターン層230の層構造によって達成できる。これに対して具体的に説明することにする。
【0175】
前記ベース層210は、連結部材200の反り特性を向上させることができる。例えば、ベース層210は、前記連結部材200を支持することができる。このために、ベース層210は、シリコン(Si)、ガラス(Glass)、セラミック(Ceramic)等を含むことができる。ただし、実施例はこれに限定されない。例えば、前記ベース層210は、ポリイミド(PI)またはSiOのような有機層で構成されてもよい。
【0176】
前記連結部材200の絶縁層220は、前記ベース層210の一面上に積層される。例えば、前記連結部材200の絶縁層220は、ベース層210の上面に配置される。前記連結部材200の絶縁層220は、感光性樹脂を含むことができる。例えば、前記連結部材200の絶縁層220は、PIDを含むことができる。
【0177】
連結部材200の前記絶縁層220は、複数の層構造を有することができる。連結部材200の前記絶縁層220は、絶縁部材ということもできる。
【0178】
例えば、前記連結部材200の絶縁層220は、前記ベース層210の上に順次配置される第1絶縁層221、第2絶縁層222及び第3絶縁層223を含むことができる。
【0179】
また、前記連結部材200の絶縁層220の上面には、回路パターン層230が配置される。また、前記連結部材200の絶縁層220には、貫通電極240が配置される。
【0180】
好ましくは、前記回路パターン層230は、前記第1絶縁層221の上面に配置された第1回路パターン層231を含むことができる。また、前記回路パターン層230は、前記第2絶縁層222の上面に配置された第2回路パターン層232を含むことができる。また、前記回路パターン層230は、前記第3絶縁層223の上面に配置された第3回路パターン層233を含むことができる。
【0181】
また、前記貫通電極240は、前記第1絶縁層221内に配置される第1貫通電極241を含むことができる。また、前記貫通電極240は、前記第2絶縁層222内に配置される第2貫通電極242を含むことができる。また、前記貫通電極240は、前記第3絶縁層223内に配置される第3貫通電極243を含むことができる。
【0182】
このとき、前記第1回路パターン層231、第2回路パターン層232及び第3回路パターン層233は、互いに同一層構造を有することができる。これにより、以下では、これをまとめて回路パターン層230として説明することにする。また、前記第1貫通電極241、第2貫通電極242及び第3貫通電極243は、互いに同一層構造を有することができる。これにより、以下では、これをまとめて貫通電極240として説明することにする。
【0183】
前記回路パターン層230及び貫通電極240は、それぞれ複数の層構造を有することができる。例えば、前記回路パターン層230は、3層構造を有することができる。そして、前記貫通電極240は、前記回路パターン層230に対応する3層構造を有することができる。
【0184】
例えば、前記回路パターン層230は、絶縁層220の上に配置される第1金属層230aを含むことができる。また、回路パターン層230は、前記第1金属層230aの上に配置される第2金属層230bを含むことができる。また、回路パターン層230は、前記第2金属層230bの上に配置される第3金属層230cを含むことができる。
【0185】
そして、前記貫通電極240は、絶縁層220の貫通ホール(不図示)の内壁に配置される第1金属層240aを含むことができる。また、前記貫通電極240は、前記絶縁層220の貫通ホール内で、前記第1金属層240aの上に配置される第2金属層240bを含むことができる。また、前記貫通電極240は、前記絶縁層220の貫通ホールを充填しながら、前記貫通電極240の第2金属層240bの上に配置される。
【0186】
このとき、前記回路パターン層230の第1金属層230aと前記貫通電極240の第1金属層240aは、実質的に同一な1つの層であり、構成要素に応じてこれを区分するためのものである。また、回路パターン層230の第2金属層230bと前記貫通電極240の第2金属層240bは、実質的に同一な1つの層であり、構成要素に応じてこれを区分するためのものである。また、前記回路パターン層230の第3金属層230cと前記貫通電極240の第3金属層240cは、実質的に同一な1つの層であり、構成要素に応じてこれを区分するためのものである。
【0187】
これにより、以下では、回路パターン層230の第1金属層230a、第2金属層230b及び第3金属層230cに対してのみ説明することにする。
【0188】
前記回路パターン層230の第1金属層230aは、前記絶縁層220の上に配置される。このとき、前記第1金属層230aは、スパッタリングにより形成された金属層であってもよい。ただし、実施例はこれに限定されるものではなく、スパッタリングを除いた他の方式を適用して前記第1金属層230aを形成することもできる。前記第1金属層230aは、チタン(Ti)を含むことができる。
【0189】
前記第1金属層230aは、前記絶縁層220の上に第1厚さHT1を持って形成されてもよい。例えば、前記第1金属層230aは、30nm~100nmの範囲の第1厚さHT1を有することができる。例えば、前記第1金属層230aは、32nm~98nmの範囲の第1厚さHT1を有することができる。例えば、前記第1金属層230aは、前記34nm~95nmの範囲の第1厚さHT1を有することができる。前記第1金属層230aの第1厚さHT1が30nmより小さいと、前記絶縁層220の上に前記第1金属層230aが均一な厚さで形成されないことがある。例えば、前記第1金属層230aの第1厚さHT1が30nmより小さいと、前記絶縁層220の上面のうち少なくとも一部領域に前記第1金属層230aが形成されない問題が発生し得る。前記第1金属層230aの第1厚さHT1が100nmより大きいと、前記回路パターン層230の全体的な厚さが増加し、これにより前記回路パターン層230の線幅または間隔を前記記載した範囲に超微細化することができなくなる。
【0190】
前記第2金属層230bは、前記第1金属層230aの上に配置される。前記第2金属層230bは、スパッタリングにより形成された金属層であってもよい。ただし、実施例はこれに限定されるものではなく、スパッタリングを除いた他の方式を適用して前記第2金属層230bを形成することもできる。前記第2金属層230bは、銅(Cu)を含むことができる。
【0191】
前記第2金属層230bは、前記第1金属層230aの上に第2厚さHT2を持って形成されてもよい。例えば、前記第2金属層230bは、100nm~500nmの間の範囲の第2厚さHT2を有することができる。例えば、前記第2金属層230bは、105nm~495nmの間の範囲の第2厚さHT2を有することができる。例えば、前記第2金属層230bは、110nm~490nmの間の範囲の第2厚さHT2を有することができる。前記第2金属層230bの第2厚さHT2が100nm未満であると、前記第2金属層230bの上に第3金属層230cを安定的に形成することができなくなる。前記第2金属層230bの第2厚さHT2が100nm未満であると、前記第1金属層230aの上に前記第2金属層230bが均一な厚さで形成されないことがある。前記第2金属層230bの第2厚さHT2が500nmを超過すると、前記回路パターン層230の全体厚さHTが増加し、これにより回路パターン層230の線幅や間隔の超微細化が難しくなる。
【0192】
前記第3金属層230cは、前記第2金属層230bの上に配置される。前記第3金属層230cは、メッキにより形成された金属層であってもよい。例えば、前記第3金属層230cは、前記第1金属層230a及び第2金属層230bをシード層として電解メッキを行って形成した電解メッキ層であってもよい。前記第3金属層230cは、銅(Cu)を含むことができる。
【0193】
前記第3金属層230cは、前記第2金属層230bの上に第3厚さHT3を持って形成されてもよい。例えば、前記第3金属層230cは2μm~7μmの間の範囲の第3厚さHT3を有することができる。例えば、前記第3金属層230cは2.5μm~6.8μmの間の範囲の第3厚さHT3を有することができる。例えば、前記第3金属層230cは2.8μm~6.5μmの間の範囲の第3厚さHT3を有することができる。前記第3金属層230cの第3厚さHT3は、前記回路パターン層230の全体厚さHTを基準として決定されてもよい。好ましくは、前記第3金属層230cの第3厚さHT3は、前記回路パターン層230の全体厚さHTの75%~98%の範囲を満足するようにする。例えば、前記第3金属層230cの第3厚さHT3は、前記回路パターン層230の全体厚さHTの78%~95%の範囲を満足するようにする。例えば、前記第3金属層230cの第3厚さHT3は、前記回路パターン層230の全体厚さHTの80%~93%の範囲を満足するようにする。
【0194】
前記第3金属層230cの第3厚さHT3が2μm未満であるか、前記全体厚さHTの75%未満であると、前記回路パターン層230に形成された段差部または陥没部230Uによって、前記回路パターン層230が前記絶縁層220から脱膜する問題が発生し得る。前記第3金属層230cの第3厚さHT3が7μmを超過するか、前記全体厚さHTの98%超過すると、これに対応するように前記第1金属層230aまたは第2金属層230bの厚さが減少し、これによる前記説明したような物理的または電気的信頼性問題が発生し得る。前記第3金属層230cの第3厚さHT3が7μmを超過するか、前記全体厚さHTの98%超過すると、前記回路パターン層230の厚さが増加し、これにより前記回路パターン層230の線幅または間隔を超微細化することが難しくなる。
【0195】
一方、前記第3金属層230cは電解メッキで形成され、エッチングが行われない金属層であってもよい。これにより、前記第3金属層230cが有する上面及び側面の表面粗さは、前記第1金属層230aの側面または前記第2金属層230bの側面が有する表面粗さより低い値を有することができる。前記第3金属層230cは、前記回路パターン層230の全体厚さHTの75%~98%の範囲の第3厚さHT3を有することができ、これにより前記回路パターン層230の表面粗さは、前記第3金属層230cの上面または側面が有する表面粗さに対応する値を有することができる。これにより、実施例は相対的に低い表面粗さの値を有する前記第3金属層230cの前記回路パターン層230を形成するようにし、高周波数信号伝送時に発生する表皮効果による信号伝送損失を最小化することができる。
【0196】
前記表面粗さは、20Kv以上のエネルギーで走査電子顕微鏡測定時に観察される断面の表面粗さを意味することができる。
【0197】
一方、前記絶縁層220の上面は、凹凸面を含むことができる。好ましくは、前記絶縁層220の上面は、一定レベル以上の表面粗さが付与される。即ち、前記絶縁層220の上面には、前記第1金属層230aとの密着力を確保できる表面粗さが付与される。例えば、前記絶縁層220の上面には、前記回路パターン層230の表面粗さが増加することにより発生する表皮効果問題を最小化できる表面粗さが付与される。
【0198】
例えば、前記絶縁層220の上面には、8nm~40nmの範囲の表面粗さが付与される。そして、前記絶縁層220の上面が有する表面粗さは、前記絶縁層220の上面に形成された凹凸面の高さに対応することができる。
【0199】
前記絶縁層220の上面の表面粗さまたは凹凸面の高さが8nmより低いと、前記絶縁層220と前記回路パターン層230の間の密着力が低下し、これにより前記回路パターン層230が前記絶縁層220から分離する物理的信頼性問題が発生し得る。また、前記絶縁層220の上面の表面粗さまたは凹凸面の高さが40nmより大きいと、前記回路パターン層230の下面の表面粗さが増加し、これによる表皮効果による信号伝送損失が増加する。即ち、前記回路パターン層230の下面は、前記絶縁層220の上面の表面粗さまたは凹凸面の高さに対応する表面粗さを有する。即ち、前記絶縁層220の上面に形成される第1金属層230aは、前記絶縁層220の上面の表面粗さまたは凹凸面の表面に沿って形成され、これにより前記絶縁層220の上面の表面粗さに対応する表面粗さを有することができる。そして、前記絶縁層220の上面の表面粗さが増加するほど前記第1金属層230aの下面の表面粗さが増加し、これに対応するように前記回路パターン層230の下面の表面粗さが増加する。そして、前記回路パターン層230の下面の表面粗さが増加する場合、前記表皮効果による信号伝送損失が増加する問題が発生し、これによる通信特性が低下し得る。これにより、実施例は、前記絶縁層220の上面の表面粗さまたは凹凸面の高さが8nm~40nmの間の範囲を有するようにし、前記絶縁層220と前記回路パターン層230の間の密着力を確保するとともに、表皮効果による信号伝送損失を最小化できるようにする。
【0200】
一方、前記絶縁層220の上面のうち前記回路パターン層230と垂直に重なる第1領域U1の少なくとも一部の表面粗さは、前記回路パターン層230と垂直に重ならない第2領域U2の表面粗さと異なってもよい。例えば、前記絶縁層220の上面のうち前記第2領域U2の表面粗さは、前記第1領域U1の表面粗さより大きくてもよい。
【0201】
一方、前記回路パターン層230は、前記絶縁層220の上面と隣接した領域に陥没部または段差部230Uが備えられる。これにより、前記回路パターン層230は、下面の幅と上面の幅が互いに異なってもよい。例えば、前記回路パターン層230は、下面から上面に向かうほど幅が大きくなることができる。
【0202】
前記回路パターン層230の陥没部または段差部230Uは、前記回路パターン層230の第1金属層230a及び第2金属層230bに対応するように形成される。
【0203】
例えば、前記回路パターン層230の第1金属層230aは、第1幅を有することができる。そして、前記回路パターン層230の第2金属層230bは、前記第1幅に対応する第2幅を有することができる。また、前記回路パターン層230の第3金属層230cは、前記第1幅及び第2幅より大きい第3幅を有することができる。これにより、前記回路パターン層230の前記第1金属層230a及び第2金属層230bに対応する領域には陥没部または段差部230Uが形成される。また、前記回路パターン層230の第3金属層230cで、前記第2金属層230bに隣接した部分は、前記第2金属層230bのエッチング工程時に一部が一緒に除去される。これにより、前記陥没部または段差部230Uは、前記第2金属層230bで、前記第2金属層230bと隣接した領域にも一部形成される。ただし、実施例はこれに限定されるものではなく、前記陥没部または段差部230Uは、前記回路パターン層230の全体領域のうち前記第1金属層230a及び第2金属層230bに対応する領域にのみ形成されてもよい。
【0204】
以下では、上記のような絶縁層220と回路パターン層230に対して領域別に区分して説明することにする。
【0205】
連結部材200は、第1領域U1及び第2領域U2を含むことができる。前記第1領域U1と第2領域U2は、前記絶縁層220と前記回路パターン層230が垂直に重なるのか否かによって区分することができる。
【0206】
例えば、前記絶縁層220の上面は、凹凸面を含むことができる。具体的に、前記絶縁層220の上面は、前記回路パターン層230と垂直に重なる第1領域U1に対応する凹凸面220T2、220T3と、前記回路パターン層230と垂直に重ならない第2領域U2に対応する凹凸面220T1を含むことができる。このとき、前記第1領域U1に対応する凹凸面220T2、220T3と前記第2領域U2に対応する凹凸面220T1は、互いに対応する高さを有すてもよく、これと違うように互いに異なる高さを有することができる。例えば、前記絶縁層220の上面の全体領域における凹凸面は、前記絶縁層220の上面の表面粗さに対応する8nm~40nmの高さを有することができる。
【0207】
このとき、前記第1領域U1の凹凸面220T2、220T3の少なくとも一部は、前記回路パターン層230と接触する。前記回路パターン層230と接触する凹凸面220T2は、前記回路パターン層230と接触しない凹凸面220T3より高さが低くてもよい。これは、前記回路パターン層230を形成(例えば、第1金属層及び第2金属層を形成した後これをエッチングする過程)する過程で、前記凹凸面の高さ変化または絶縁層220の上面の表面粗の変化が発生し、これにより絶縁層220の上面の領域別に表面粗さまたは凹凸面高さの差が発生し得る。
【0208】
一方、前記第1領域U1に対応する前記絶縁層220の上面の凹凸面は、複数の部分に区分することができる。
【0209】
例えば、前記第1領域U1は、前記回路パターン層230と垂直に重なり、前記回路パターン層230と接触する第1-1領域U1aを含むことができる。また、前記第1領域U1は、前記回路パターン層230と垂直に重なり、前記回路パターン層230と非接触する第1-2領域U1bを含むことができる。例えば、前記第1-1領域U1aは、前記回路パターン層230の第1金属層230aと直接接触する部分を意味することができる。例えば、前記第1-2領域U1bは、前記回路パターン層230の陥没部または段差部230Uと垂直に重なる部分を意味することができる。
【0210】
これにより、前記絶縁層220の上面の凹凸面は、前記回路パターン層230と垂直に重なり、前記回路パターン層230と直接接触する第1凹凸面220T2を含むことができる。
【0211】
また、前記絶縁層220の上面の凹凸面は、前記回路パターン層230と垂直に重なり、前記回路パターン層230と非接触する第2凹凸面220T3を含むことができる。このとき、前記第1凹凸面220T2と前記第2凹凸面220T3の高さは、互いに異なってもよいが、これに限定されない。ただし、前記第2凹凸面220T3は、前記回路パターン層230の形成後にエッチング工程で第1金属層230aが除去されることにより高さの変化が発生し得る。
【0212】
このとき、前記絶縁層220の前記第2凹凸面220T3は、前記回路パターン層230と接触しない。例えば、前記絶縁層220の前記第2凹凸面220T3の最上端は、前記回路パターン層230の下面と一定間隔離隔することができる。
【0213】
一方、前記回路パターン層230は、前記陥没部または段差部230Uを含み、これにより前記回路パターン層230の下面のうち一部は、前記絶縁層220と接触し、残りの一部は、前記絶縁層220と非接触することができる。
【0214】
具体的に、前記回路パターン層230の第3金属層230cの下面の幅は、前記第2金属層230bの上面の幅または下面の幅より大きくてもよい。また、前記回路パターン層230の第3金属層230cの下面の幅は、前記第1金属層230aの上面の幅または下面の幅より大きくてもよい。そして、前記回路パターン層230の第3金属層230cの下面の幅と前記第1金属層230a及び第2金属層230bの幅の差は、前記陥没部または段差部230Uの水平長さに対応することができる。
【0215】
一方、前記第1金属層230aの幅は、前記第2金属層230bの幅と異なってもよい。例えば、前記第1金属層230aの幅は、前記第2金属層230bの幅より小さくてもよい。例えば、前記第1金属層230aの上面の幅は、前記第2金属層230bの下面の幅または第2金属層230bの上面の幅より小さくてもよい。これは、前記第2金属層230bのエッチングが行われた後に前記第1金属層230aのエッチングが行われ、これにより最終的にエッチングされる前記第1金属層230aの幅が一番小さくてなる。
【0216】
一方、前記第3金属層230cの下面は、複数の部分に区分することができる。例えば、前記第3金属層230cの下面は、前記第2金属層230bの上面と接触する第1部分230C1を含むことができる。そして、前記第3金属層230cの下面は、前記第2金属層230bの上面と非接触する第2部分230C2を含むことができる。
【0217】
前記第3金属層230cの下面の前記第1部分230C1は、前記第3金属層230cの下面の第2部分230C2より前記第3金属層230cの側面から遠く離隔することができる。
【0218】
即ち、前記第3金属層230cの下面の第2部分230C2は、前記第3金属層230cの側面に隣接することができる。例えば、前記第3金属層230cの下面の第2部分230C2は、前記第3金属層230cの下面の全体領域で外側部に位置することができる。
【0219】
前記第3金属層230cの下面の第2部分230C2は、前記絶縁層220の上面と接触しない。好ましくは、前記第3金属層230cの下面の第2部分230C2は、前記絶縁層220の上面の第2凹凸面220T3と垂直に重なることができる。そして、前記第3金属層230cの前記第2部分230C2は、前記絶縁層220の上面の第2凹凸面220T3と非接触することができる。
【0220】
前記第3金属層230cは、下面から上面に向かうほど幅が増加する傾斜を含むことができる。例えば、前記第3金属層230cの側面は、前記第3金属層230cの下面から上面に向かうほど幅が増加する傾斜を有することができる。例えば、実施例は、前記第3金属層230cを電解メッキするための工程で、ポジティブ特性を有するマスクを利用し、これにより前記第3金属層230cは、下面から上面に向かうほど幅が増加することができる。
【0221】
前記第3金属層230cの側面の少なくとも一部は、前記第2金属層230bのエッチング工程で除去される。これにより、前記第3金属層230cの側面の垂直断面は曲面を含むことができる。例えば、前記第3金属層230cの側面は、前記第3金属層230cの下面から上面に向かうほど幅が増加するようにする曲面の傾斜を有することができる。
【0222】
一方、前記第3金属層230cの前記第2部分230C2と前記絶縁層220の第2凹凸面220T3の間は、追加積層される絶縁層や、モールディング層で充填される。これにより、実施例は、前記追加積層される絶縁層またはモールディング層が前記第3金属層230cの下面の第2部分230C2及び前記絶縁層220の第2凹凸面220T3と接触するようにし、これによる相互間の接合力を向上させることができるようにする。
【0223】
一方、前記回路パターン層230で、前記第1金属層230a及び第2金属層230bは、前記第3金属層230cに比べて相対的に小さい厚さを有することができる。これにより、実質的に前記回路パターン層230でパッドの役割をする部分は、前記第3金属層230cということができる。これにより、前記回路パターン層230の第2金属層230bと第3金属層230cをパッド部ということができる。即ち、前記回路パターン層230の第2金属層230bと第3金属層230cは同一金属の銅を含み、これにより前記第2金属層230bと第3金属層230cをパッド部ということができる。そして、前記パッド部の下面には、前記第2金属層230bに対応する部分に陥没部または段差部230Uが形成される。そして、前記陥没部または段差部230Uは、前記パッド部の下面の外側部に形成される。
【0224】
一方、前記連結部材200で最上側に配置された回路パターン層230の上には接続部201が配置される。
【0225】
前記連結部材200は、前記第1接続部201を介して前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22に付着される。
【0226】
上記のように第1キャビティC1に連結部材200を挿入することができ、これにより制限された空間内で前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22の間を容易に連結することができる。
【0227】
一方、前記第1キャビティC1には、第1モールディング層170が形成される。前記第1モールディング層170は、前記第1キャビティC1に前記連結部材200が挿入及び付着された状態で、前記第1キャビティC1を充填することができる。即ち、前記第1モールディング層170は、前記第1キャビティC1内に挿入された前記連結部材200を保護することができる。このとき、連結部材200の少なくとも一部は、前記第1モールディング層170の下面に露出することができる。例えば、前記連結部材200のベース層210は、前記第1モールディング層170の下面に露出することができる。これにより、実施例は、前記連結部材200で発生する熱を外部に容易に放出することができ、これによる前記連結部材200の放熱性を高めることができる。さらに、実施例は、前記連結部材200の信頼性を向上させ、前記連結部材200を介して連結される第1及び第2半導体素子の間の通信性能を向上させることができる。ただし、実施例はこれに限定されない。例えば、前記連結部材200は、前記第1モールディング層170内に埋め込まれてもよい。
【0228】
前記第1モールディング層170は、絶縁物質を含むことができる。例えば、前記第1モールディング層170は一般的な樹脂で備えられてもよいが、これに限定されない。例えば、第1モールディング層170は、非伝導性接着剤(non-conductive paste、NCP)で備えられてもよい。例えば、第1モールディング層170は、EMC(Epoxy Molding Compound)で備えられてもよい。
【0229】
一方、前記連結部材200の回路パターン層230に形成された陥没部または段差部230Uのうち少なくとも1つは、前記第1モールディング層170で充填される。
【0230】
また、従来の半導体パッケージに備えられた連結部材は、回路基板内部に埋め込まれた状態で配置される。例えば、従来の半導体パッケージの連結部材は、回路基板内に埋め込まれ、これによりその上部及び下部に絶縁層及び回路パターンが配置される構造を有する。この場合、回路基板の反り特性により前記連結部材の反りが発生し、これによる前記連結部材の信頼性が低下することがある。例えば、前記回路基板の熱膨張係数と前記連結部材の熱膨張係数の差によって、前記連結部材にクラックが発生し、これによる前記連結部材に含まれた超微細回路層の損傷が発生し得る。
【0231】
これに対し、前記連結部材200は、回路基板の第1キャビティC1内に含まれ、これを保護する第1モールディング層170を含むことができる。そして、前記連結部材200の下側には、回路基板を構成する絶縁層110や、回路パターンが配置されない。よって、回路基板の多様な使用環境で前記連結部材200の反り特性を向上させて信頼性を維持することができ、これによる第1及び第2半導体素子の間の通信性能を向上させることができる。
【0232】
一方、第1絶縁層111の上には、第2モールディング層160が形成される。好ましくは、前記第2モールディング層160は、第1保護層140の上に形成される。
【0233】
前記第2モールディング層160は、前記第1絶縁層111の前記第2領域R2の上に配置される。前記第2モールディング層160は、前記ポストバンプ150を取り囲んで配置される。例えば、前記第2モールディング層160は、前記ポストバンプ150を保護するための保護層であってもよい。
【0234】
前記第2モールディング層160は、第2キャビティC2を含むことができる。例えば、前記第2モールディング層160は、前記第1絶縁層111の第1領域R1を露出する第2キャビティC2を含むことができる。例えば、前記第2モールディング層160は、前記第1回路パターン121のうち前記第1領域R1に配置された第1パッド121-1及び第2パッド121-2を露出する第2キャビティC2を含むことができる。これにより、前記第1回路パターン121のうち第1及び第2半導体素子の実装のための第1パッド121-1及び第2パッド121-2の上面は露出することができる。
【0235】
一方、第1絶縁層111の上面には、金属層312が配置される。前記金属層312は、前記第1回路パターン121を形成する時に使用されたシード層であってもよい。また、前記金属層312は、前記キャビティC2を形成する時に使用されたレーザーストッパーであってもよい。即ち、実施例は、前記第1回路パターン121を形成するために使用したシード層の一部を前記第2キャビティC2の形成のためのレーザーストッパーとして使用する。
【0236】
そして、前記レーザーストッパーとして使用された金属層と前記第2キャビティC2のサイズを正確に一致させることは難しくなり、これにより、前記第1絶縁層111と前記第2モールディング層160の間には、前記金属層312が一部残っていることがある。ただし、実施例はこれに限定されるものではなく、追加的なエッチング工程により前記金属層312を完全に除去することもできる。
【0237】
実施例の半導体パッケージは、連結部材を含むことができる。前記連結部材は、絶縁層及び前記絶縁層の上に配置された回路パターン層を含むことができる。前記回路パターン層は、第1金属層、第2金属層及び第3金属層を含むことができる。このとき、前記回路パターン層は、第1金属層及び第2金属層に対応する領域に陥没部または段差部が備えられる。これにより、前記回路パターン層の第3金属層の下面は、段差を有することができる。前記第3金属層の下面のうち外側部に対応する領域は、前記絶縁層の上面と接触しない。例えば、前記第3金属層の下面の外側部は、前記絶縁層の上面に形成された凹凸面と接触しない。前記第3金属層の下面の外側部と前記凹凸面の間には追加積層絶縁層またはモールディング層が形成される。これにより、実施例は、前記連結部材に含まれる回路パターン層の線幅や間隔を微細化し、前記回路パターン層が前記絶縁層から脱膜する物理的信頼性問題を解決することができる。また、実施例の前記回路パターン層の第3金属層は、前記第1金属層及び第2金属層をシード層として電解メッキして形成することができる。これにより、前記第3金属層の側面及び上面に対する表面粗さをエッチング方式で形成された金属層の表面粗さに比べて小さくすることができる。これにより、実施例は、前記第3金属層の表面粗さを減らすことができ、これにより高周波数帯域の信号を伝送時に表皮効果によって発生する信号伝送損失を最小化することができ、これによる信号特性を向上させることができる。
【0238】
実施例の回路基板は、第1絶縁層及び第2絶縁層を含むことができる。前記第1絶縁層は、強化部材を含むことができ、前記第2絶縁層は、強化部材を備えなくてもよい。実施例では、第1絶縁層の層数を最少とし、第2絶縁層の層数を利用して回路基板の回路設計が行われるようにすることができる。これにより、実施例は、第1絶縁層を利用して回路基板の反り特性を向上させることができ、前記第2絶縁層を利用して回路基板の厚さを減らすことができる。これにより、実施例は、回路基板の厚さを減らすことができ、半導体パッケージの厚さを減らすことができ、前記半導体パッケージが適用される電子製品及び/またはサーバーの厚さを減らすことができる。また、実施例は、回路基板の上に半導体素子及び連結部材が安定的に配置される。これにより、実施例は、半導体素子が安定的に動作することができ、ひいては電子製品及び/またはサーバーが安定的に動作するようにすることができる。
【0239】
また、実施例では、第1絶縁層の上面に少なくとも一部が埋め込まれた第1回路パターンを含むことができる。前記第1回路パターンは、半導体素子が実装される第1及び第2パッドを含むことができる。このとき、前記第1パッド及び第2パッドは、第1及び第2半導体素子の実装のための実装パッドとして利用されるとともに、連結部材と連結される端子パッドとして利用される。これにより、実施例は、半導体素子と連結部材の間の信号伝送距離を減らすことができ、これによる信号伝送損失を最小化することができる。
【0240】
また、実施例は、強化部材を含む第1絶縁層によって前記第1回路パターンの側面の少なくとも一部が支持されるようにすることができる。よって、実施例は、前記第1回路パターンと第1絶縁層の間の結合強度を向上させることができ、ひいては製品信頼性を向上させることができる。
【0241】
また、従来の半導体パッケージに備えられた連結部材は、回路基板内に埋め込まれた状態で備えられる。例えば、従来の連結部材は、回路基板内に埋め込まれる。この場合、回路基板の反り特性により前記連結部材の反りが発生し、これによる前記連結部材の信頼性が低下し得る。例えば、前記連結部材の熱膨張係数は、前記回路基板の熱膨張係数と異なることがあり、これによるクラックが発生し得る。よって、前記連結部材に備えられた微細回路層の損傷が発生し得る。これに対し、実施例の連結部材は、第1キャビティ内に配置されて第1モールディング層によって保護される。さらに、前記連結部材の下側には追加的な絶縁層及び回路パターンが備えられなくてもよい。よって、実施例は、回路基板の多様な使用環境で前記連結部材の反り特性を向上させることができる。これにより、実施例は、第1及び第2半導体素子の間の通信性能を向上させることができる。また、実施例は、前記連結部材の少なくとも一部が第1モールディング層の下側に露出するようにすることができる。これにより、実施例は、前記連結部材で発生する熱を外部に容易に放出することができ、これによる前記連結部材の放熱特性を向上させることができる。さらに、実施例は、前記連結部材の物理的信頼性及び電気的信頼性を向上させることができる。
【0242】
また、実施例は、ポストバンプを保護する第2モールディング層と半導体素子を保護する第3モールディング層を含むことができる。前記第2及び第3モールディング層は、互いに異なる絶縁物質を含むことができ、互いに異なる強度を有することができる。これにより、実施例は、ポストバンプ及び半導体素子が安定的に保護されるようにすることができる。また、実施例は、前記第2モールディング層が形成された状態で回路基板の製造工程が行われるようにすることができる。これにより、実施例は、連結部材の実装時に回路基板の損傷を保護することができ、ひいては回路基板と連結部材の間の連結信頼性を向上させることができる。
【0243】
以下では、実施例に係る回路基板の製造方法に対して説明することにする。
【0244】
実施例の回路基板の製造方法は、連結部材200を製造する段階、キャビティを含む回路基板を製造する段階と、前記回路基板のキャビティ内に前記連結部材200を配置する段階を含むことができる。
【0245】
これにより、以下では、前記連結部材の製造方法に対してまず説明することにする。
【0246】
図9a~9hは、実施例に係る連結部材の製造方法を工程順に説明するための図面である。
【0247】
図9aを参照すると、実施例は、連結部材200の製造に基礎資材として使用されるベース層210を用意する工程を行うことができる。実施例は、前記用意されたベース層210の上に絶縁層220を積層する工程を行うことができる。前記絶縁層220は、回路パターン層の微細化のために、感光性物質を含むことができる。
【0248】
次に、図9bを参照すると、実施例は、前記絶縁層220に貫通ホールVHを形成する工程を行うことができる。このとき、前記絶縁層220は、感光性物質を含む。これにより、前記貫通ホールVHは露光及び現像工程により形成されてもよい。よって、実施例は、レーザー工程で前記貫通ホールを形成することに比べて、前記貫通ホールVHの幅を減らすことができ、これによる貫通電極240の微細化が可能となる。
【0249】
次に、図9cを参照すると、実施例は、前記絶縁層220の上面及び前記貫通ホールVHの内壁に第1金属層を形成する工程を行うことができる。好ましくは、実施例は、前記絶縁層220の上面に回路パターン層230の第1金属層230a及び前記貫通ホールVHの内壁に貫通電極240の第1金属層240aを形成する工程を行うことができる。
【0250】
次に、図9dを参照すると、実施例は、前記第1金属層の上に第2金属層を形成する工程を行うことができる。好ましくは、実施例は、前記回路パターン層230の第1金属層230aの上に回路パターン層230の第2金属層230b及び前記貫通電極240の第1金属層240aの上に前記貫通電極240の第2金属層240bを形成する工程を行うことができる。
【0251】
次に、図9eを参照すると、実施例は、前記第2金属層の上にマスクDFを形成する工程を行うことができる。前記マスクDFは開口部を含むことができる。
【0252】
好ましくは、前記マスクDFは、前記貫通ホールVHと垂直に重なって前記回路パターン層230の第2金属層230bの上面のうち第3金属層230cが配置される領域と垂直に重なる開口部(不図示)を含むことができる。
【0253】
次に、図9fを参照すると、実施例は、前記第1金属層及び第2金属層をシード層として電解メッキを行って前記マスクDFの開口部及び前記貫通ホールVHを充填する電解メッキ工程を行うことができる。前記電解メッキ工程によって、前記貫通ホールVH内には、貫通電極240の第3金属層240cが形成される。また、前記回路パターン層230の第2金属層230bの上面のうち前記マスクDFの開口部と垂直に重なる領域には、回路パターン層230の第3金属層230cが形成される。そして、実施例は、前記回路パターン層230の第3金属層230c及び前記貫通電極240の第3金属層240cの形成工程が完了すると、前記マスクDFを除去する工程を行うことができる。
【0254】
次に、図9gに図示されたように、実施例は、前記回路パターン層230の第2金属層230bのうち前記第3金属層230cと垂直に重ならない領域を除去する第1エッチング工程を行うことができる。このとき、前記第2金属層230bを除去する第1エッチング工程で、前記第3金属層230cと垂直に重なる領域の一部も一緒に除去される。このとき、前記第1金属層230aを構成する金属物質は、前記第2金属層230bを構成する金属物質と異なる。これにより、前記第1エッチング工程で前記第1金属層230aは除去されなくなる。
【0255】
次に、図9hに図示されたように、実施例は、前記回路パターン層230の第1金属層230aのうち前記第2金属層230b及び第3金属層230cと垂直に重ならない領域を除去する第2エッチング工程を行うことができる。このとき、前記第2金属層230bをエッチングする第1エッチング工程で、上記のように第3金属層230cと垂直に重なる領域の一部も一緒に除去された。よって、これに対応するように、前記第1金属層230aをエッチングする第2エッチング工程でも、前記第1金属層230aのうち前記第3金属層230cと垂直に重なる領域(ただし、これは前記第2金属層230bとは垂直に重ならない)の一部も除去される。これにより、実施例の前記回路パターン層230の下面の外側部には陥没部または段差部230Uが形成される。
【0256】
次に、回路基板を製造する工程に対して説明することにする。
【0257】
図10a~図10vは、図1の回路基板を工程順に説明するための図面である。
【0258】
図10aを参照すると、実施例はETS工法を利用して回路基板を製造することができる。このために、実施例は、回路基板を製造するための基礎資材を用意する工程を行うことができる。このために、実施例は、キャリアボード310を用意することができる。キャリアボード310は、キャリア絶縁層311及び前記キャリア絶縁層311の少なくとも一面に配置されたキャリア金属層312を含むことができる。
【0259】
そして、実施例は、キャリアボード310の両面に配置されたキャリア金属層312を利用して、その両側で2つの回路基板を同時に製造する工程を行うことができる。
【0260】
前記キャリア金属層312は、前記キャリア絶縁層311に無電解メッキをして形成することができる。また、実施例は、CCL(Copper Clad Laminate)を前記キャリアボード310として使用することもできる。
【0261】
続いて、実施例は、図10bのように、前記キャリア金属層312の上に第1マスク320を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第1マスク320は、前記キャリア金属層312の全体を覆って形成され、以後これを開放する工程により前記キャリア金属層312の表面を一部露出する開口部(不図示)を含むことができる。即ち、前記第1マスク320は、前記キャリア金属層312の表面で、第1回路パターン121が形成される領域をオープンする開口部(不図示)を含むことができる。
【0262】
続いて、実施例は、図10cに図示されたように、実施例は、前記キャリア金属層312をシード層として電解メッキを行うことにより前記第1マスク320の開口部を充填する第1回路パターン121を形成する工程を行うことができる。
【0263】
続いて、実施例は、図10dに図示されたように、実施例は、前記キャリア金属層312に配置された第1マスク320を除去する工程を行うことができる。また、実施例は、前記キャリア金属層312の上に前記第1回路パターン121を覆う第1絶縁層111を形成する工程を行うことができる。前記第1絶縁層111は、プリプレグを含むことができる。
【0264】
続いて、実施例は、図10eに図示されたように、実施例は、前記第1絶縁層111に貫通ホールVH1を形成する工程を行うことができる。前記貫通ホールVH1は、前記第1絶縁層111を構成する樹脂及び強化部材を開放するために、レーザー工程により形成されてもよい。このために、前記第1絶縁層111の上には、前記レーザー工程により貫通ホールVH1の形成工程のための第2マスク330(例えば、レーザーマスク)を形成する工程を行うことができる。
【0265】
次に、実施例は、図10fに図示されたように、実施例は、前記第1絶縁層111の表面及び前記貫通ホールVH1の上に第3マスク340を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第3マスク340は、少なくとも1つの開口部(不図示)を含むことができる。例えば、前記第3マスク340は、前記第1貫通電極131が形成される領域を露出する開口部及び第2回路パターン122が形成される領域を露出する開口部を含むことができる。
【0266】
次に、実施例は、図10gに図示されたように、実施例は、前記第3マスク640の開口部を充填する電解メッキを行って第1貫通電極131及び第2回路パターン122を形成する工程を行うことができる。前記第1貫通電極131及び第2回路パターン122が形成されると、前記第3マスク640を除去する工程を行うことができる。
【0267】
次に、実施例は、図10hに図示されたように、前記第1絶縁層111の上に第1層112-1を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第1層112-1はRCCで構成されてもよい。そして、前記RCCには、銅箔層(不図示)を含むことができ、前記銅箔層はエッチング工程により除去される。
【0268】
次に、図10iに図示されたように、実施例は、前記第1層112-1に第2貫通電極132及び第3回路パターン123を形成する工程を行うことができる。
【0269】
次に、図10jに図示されたように、実施例は、前記第1層112-1に第2層112-2を形成する工程を行うことができる。実施例は、前記第2層112-2に第3貫通電極133及び第4回路パターン124を形成する工程を行うことができる。
【0270】
次に、図10kに図示されたように、上記のように回路基板の製造が完了すると、前記キャリアボード310を中心としてその両側で製造された回路基板を相互分離する工程を行うことができる。このとき、実施例は、前記キャリアボード310のキャリア絶縁層311とキャリア金属層312の容易な分離が可能となる。これにより、前記分離工程が行われることにより、回路基板の最外側にはキャリア金属層312が残存することができる。前記キャリア金属層312は、前記説明したように前記第1回路パターン121の形成に使用したシード層である。
【0271】
次に、図10lを参照すると、実施例は、前記シード層として使用されたキャリア金属層312をエッチングして除去する工程を行うことができる。このために、実施例は、第2層112-2の下面に、第1保護フィルムPFを形成する工程を行うことができる。前記第1保護フィルムPFは、前記第1絶縁層111の上側で行われる後工程で、前記第2層112-2及び第4回路パターン124を保護するための保護層であってもよい。
【0272】
一方、実施例は、回路基板の製造工程中にキャビティを形成する工程を含むことができる。前記キャビティは、第1キャビティC1及び第2キャビティC2を含むことができる。このとき、前記第1キャビティC1及び第2キャビティC2はレーザー工程により形成されてもよい。そして、レーザー工程を行うためには所望の深さだけキャビティを形成するためのレーザーストッパーが存在しなければならない。このとき、実施例は、前記キャリア金属層312の一部を前記レーザーストッパーとして使用するようにする。これにより、実施例は、前記レーザーストッパーを追加で形成しなければならない工程を省略することができ、これによる製造工程の簡素化及びこれによる製造コストを節減することができる。
【0273】
これにより、実施例は、前記キャリア金属層312のエッチング工程時に、前記第1キャビティC1及び第2キャビティC2が形成される領域に位置した部分は残して、残りの部分のみを除去することができる。このとき、以下では、前記キャリア金属層312のうち除去されず残っている部分を「ストッパー」として説明することにする。
【0274】
次に、実施例は、図10mに図示されたように、前記第1絶縁層111の上面に第1保護層140を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第1保護層140は、前記第1絶縁層111の上面の全体領域に配置される。そして、実施例は、前記第1保護層140を加工して、第3パッド121-3に対応する領域を露出する開口部を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第1保護層140は、前記第1絶縁層111上面のうち第1領域R1を露出することができる。ここで、前記第1領域R1は、前記ストッパー312が配置された領域であってもよい。
【0275】
次に実施例は、図10nに図示されたように、前記第1保護層140の上面に第4マスク350を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第4マスク350は、前記第1保護層140を介して露出した前記第3パッド121-3の上面を露出する開口部を含むことができる。
【0276】
次に、実施例は、図10oに図示されたように、前記第4マスク350の開口部及び前記第1保護層140の開口部を介して露出した前記第3パッド121-3の上面上にポストバンプ150を形成する工程を行うことができる。
【0277】
次に、実施例は、図10pに図示されたように、前記第1保護層140及び前記ストッパー312の上に第2モールディング層160を形成する工程を工程を行うことができる。前記第2モールディング層160は、前記ポストバンプ150を保護するとともに、連結部材200の挿入工程時に、前記第1絶縁層111の上側を保護するために形成される。
【0278】
次に、実施例は、図10qに図示されたように、前記第1保護フィルムPFを除去する工程を行うことができる。以後、実施例は、前記第2モールディング層160の上に第2保護フィルムPFを形成する工程を行うことができる。また、実施例は、前記第2層112-2の下面に第2保護層145を形成する工程を行うことができる。前記第2保護層145は、第1キャビティC1が形成される領域及び第4回路パターン122の端子パッドの下面を露出する開口部を含むことができる。
【0279】
次に、実施例は、図10rに図示されたように、前記第1絶縁層111及び第2絶縁層112を加工して第1キャビティC1を形成する工程を行うことができる。前記第1キャビティC1は、前記第1絶縁層111の上面に配置された第1回路パターン121のうち第1-2パッド121-12の下面及び第2-2パッド121-22の下面を露出することができる。このとき、実施例は、レーザー加工条件を調節して、前記第1-2パッド121-12及び第2-2パッド121-22の側面に配置された第1絶縁層111の一部が残存するようにする。
【0280】
次に、実施例は、図10sに図示されたように、前記前の工程で製造された連結部材200を前記第1キャビティC1内に挿入または付着する工程を行うことができる。このために、実施例は、前記連結部材200の回路パターン層230のうち最上側に配置された回路パターン層に第1接続部201を付着する工程を行うことができる。以後、実施例は、前記第1接続部201を利用して、前記第1キャビティC1を介して露出した第1-2パッド121-12の下面及び第2-2パッド121-22の下面に前記連結部材200を付着する工程を行うことができる。
【0281】
次に、図10tに図示されたように、実施例は、前記第1キャビティC1を充填する第1モールディング層170を形成する工程を行うことができる。前記第1モールディング層170は、前記第1キャビティC1内に配置された連結部材200を保護する機能をすることができる。前記第1モールディング層170は、図面に図示されたように、前記連結部材200のベース層210の下面を露出することができる。ただし、実施例はこれに限定されるものではなく、前記第1モールディング層170は、前記連結部材200のベース層210まで全部モールディングすることができる。
【0282】
次に、実施例は、図10uに図示されたように、前記第2保護フィルムPFを除去する工程を行うことができる。以後、実施例は、前記第2モールディング層160をレーザー加工して第2キャビティC2を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第2キャビティC2が形成される領域にはストッパー312が形成されており、これにより、実施例は、前記第2モールディング層160で、前記ストッパー312が形成された領域を除去して第2キャビティC2を形成することができる。前記第2キャビティC2が形成されることにより、前記第2モールディング層160内に埋め込まれていたストッパー312が露出することができる。
【0283】
このとき、前記ストッパー312の幅は、前記第2キャビティC2の下面の幅より大きくてもよい。これにより、前記ストッパー312のうち少なくとも一部の上面は、前記第2キャビティC2を介して露出しなくてもよい。
【0284】
次に、実施例は、図10vに図示されたように、前記第2キャビティC2が形成されることにより、前記第2キャビティC2を介して露出したストッパー312をエッチングして除去する工程を行うことができる。これにより、実施例は、前記第2キャビティC2を介して前記第1回路パターン121のうち第1パッド121-1及び第2パッド121-2の上面が露出することができる。
【0285】
このとき、前記ストッパー312のうち少なくとも一部は、前記第1絶縁層111と前記第2モールディング層160の間に残存することができる。ただし実施例はこれに限定されるものではなく、前記ストッパーを完全に除去するための追加工程を行うこともできる。
【0286】
図11は、実施例に係る第1半導体パッケージを示した図面である。
【0287】
第1半導体パッケージは、図1に図示された回路基板に第1及び第2半導体素子が実装された第1パッケージを意味することができる。
【0288】
図11を参照すると、実施例は、図1に図示された回路基板に第1及び第2半導体素子を第1半導体パッケージ400を製造することができる。
【0289】
第1半導体パッケージ400は、回路基板及び前記回路基板に実装された第1半導体素子420及び第2半導体素子450を含むことができる。前記回路基板は、以上で既に説明したので、これの詳細な説明は省略することにする。
【0290】
半導体パッケージは、回路基板の最外側に配置された第1回路パターン121を含むことができる。前記第1回路パターン121は、第1パッド121-1及び第2パッド121-2を含むことができる。
【0291】
そして、第1半導体パッケージ400は、前記第1パッド121-1の上面に配置される第2接続部410を含むことができる。また、第1半導体パッケージ400は、前記第2パッド121-2の上面に配置される第3接続部440を含むことができる。
【0292】
前記第2接続部410及び第3接続部440は、互いに同一形状を有すてもよく、これと違うように互いに異なる形状を有することができる。
【0293】
例えば、前記第2接続部410及び第3接続部440は、六面体形状を有することができる。例えば、前記第2接続部410及び第3接続部440の断面は、四角形形状を含むことができる。前記第2接続部410及び第3接続部440の断面は、長方形または正四角形を含むことができる。例えば、前記第2接続部410及び第3接続部440は、球形状を含むことができる。例えば、前記第2接続部410及び第3接続部440の断面は、円形形状または半円形状を含むことができる。例えば、前記第2接続部410及び第3接続部440の断面は、部分的にまたは全体的にラウンド状を含むことができる。前記第2接続部410及び第3接続部440の断面形状は、一側面で平面であり、他の一側面で曲面であってもよい。前記前記第2接続部410及び第3接続部440は、ソルダボールであってもよいが、これに限定されるものではない。
【0294】
実施例は、前記第2接続部410に配置される第1半導体素子420を含むことができる。前記第1半導体素子420は、第1プロセッサチップであってもよい。例えば、前記第1半導体素子420は、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラーのうちいずれか1つのアプリケーションプロセッサ(AP)チップであってもよい。前記第1半導体素子420の端子425は、前記第2接続部410を介して前記第1パッド121-1と電気的に連結される。
【0295】
また、実施例は、前記第3接続部440に配置される第2半導体素子450を含むことができる。前記第2半導体素子450は、第2プロセッサチップであってもよく、メモリチップであってもよい。前記第2半導体素子450の端子455は、前記第3接続部440介して前記第2パッド121-2と電気的に連結される。
【0296】
一方、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450は、前記回路基板の上に一定間隔離隔することができる。例えば、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅は、150μm以下であってもよい。例えば、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅は、120μm以下であってもよい。例えば、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅は、100μm以下であってもよい。
【0297】
好ましくは、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅は、60μm~150μmの間の範囲を有することができる。好ましくは、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅は、70μm~120μmの間の範囲を有することができる。好ましくは、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅は、80μm~110μmの間の範囲を有することができる。前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅が60μmより小さいと、前記連結部材200が配置される領域を確保できなくなる。また、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅が60μmより小さいと、第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の相互間の干渉によって、前記第1半導体素子420または前記第2半導体素子450の動作信頼性に問題が発生し得る。
【0298】
前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅が150μmより大きいと、前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の間の距離が遠くなることにより、信号伝送損失が増加する。前記第1半導体素子420と前記第2半導体素子450の離隔幅が150μmより大きいと、第1半導体パッケージ400の体積が増加する。
【0299】
前記第1半導体パッケージ400は、第1フィレット層430及び第2フィレット層460を含むことができる。第1フィレット層430は、前記第1半導体素子420の端子425を取り囲んで配置される。前記第1フィレット層430は、前記回路基板と前記第1半導体素子420の間の空間に異物質(例えば、水分)が浸透することを防止することができる。第2フィレット層460は、前記第2半導体素子450の端子455を取り囲んで配置される。前記第2フィレット層460は、前記回路基板と前記第2半導体素子450の間の空間に異物質(例えば、水分)が浸透することを防止することができる。
【0300】
前記第1半導体パッケージ400は、第3モールディング層470を含むことができる。前記第3モールディング層470は、前記第1半導体素子420及び前記第2半導体素子450を覆って配置される。例えば、前記第3モールディング層470は、前記実装された第1半導体素子420及び前記第2半導体素子450を保護するために形成されるEMC(Epoxy Mold Compound)であってもよいが、これに限定されるものではない。前記第3モールディング層470は、前記回路基板の第2キャビティC2を充填しながら配置される。
【0301】
前記第3モールディング層470は放熱特性を高めるとともに、前記第1半導体素子420及び前記第2半導体素子450を安定的に保護するために、低誘電率を有することができる。例えば、前記第3モールディング層470の誘電率(Dk)は0.2~10であってもよい。例えば、前記第3モールディング層470の誘電率(Dk)は0.5~8であってもよい。例えば、前記第3モールディング層470の誘電率(Dk)は0.8~5であってもよい。これにより、実施例は、前記第3モールディング層470が低誘電率を有するようにし、前記第1半導体素子420及び/または前記第2半導体素子450で発生する熱に対する放熱特性を高めることができるようにする。
【0302】
また、実施例で前記第2モールディング層160と前記第3モールディング層470は、互いに異なる物質を含むことができる。前記第2モールディング層160は、前記ポストバンプ150を保護するための用途であり、前記第3モールディング層470は、前記第1半導体素子420及び第2半導体素子450を保護するための用途である。これにより、前記第2モールディング層160と前記第3モールディング層470は、互いに異なる強度を有することができる。上記のように実施例は、前記第2モールディング層160と第3モールディング層470を互いに異なる物質で構成することにより、ポストバンプ150と前記第1半導体素子420及び第2半導体素子450を安定的に保護することができる。実施例は、前記第2モールディング層160が形成された状態で回路基板の製造工程が行われることにより、連結部材200の実装時に回路基板の損傷を保護することができ、ひいては回路基板と連結部材200の間の連結信頼性を向上させることができる。
【0303】
図12は、実施例に係る第2半導体パッケージを示した図面である。
【0304】
図12を参照すると、第2半導体パッケージ500は、図11の第1半導体パッケージ400にメモリパッケージに対応する第2パッケージが結合された構造を有することができる。
【0305】
このために、第2半導体パッケージ500は、メモリパッケージを含むことができる。
【0306】
前記メモリパッケージは、メモリ基板510を含む。前記メモリ基板510は、少なくとも1つの絶縁層、ビア層、回路パターン層及び保護層を含むことができる。前記メモリ基板510は、比較例の第3基板と実質的に同一であり、よってこれに対する詳細な説明は省略することにする。
【0307】
前記メモリパッケージは、前記メモリ基板510の上に実装されるメモリチップを含む。例えば、メモリパッケージは、前記メモリ基板510の上に一定間隔をおいて実装される第1メモリチップ520及び第2メモリチップ530を含むことができる。
【0308】
また、前記メモリパッケージは、前記メモリ基板510の上に配置され、前記第1メモリチップ520及び第2メモリチップ530をモールディングする第4モールディング層540を含むことができる。
【0309】
一方、第2半導体パッケージ500は、前記第1半導体パッケージ400のポストバンプ150の上に配置される第4接続部550を含むことができる。前記メモリパッケージは、前記第4接続部550介して前記第1半導体パッケージ400の上に付着される。
【0310】
また、第2半導体パッケージ500は、回路基板の第2保護層145を介して露出した第4回路パターン124に配置される第5接続部560を含む。前記第5接続部560は、電子デバイスのメインボードと連結される接着ボールであってもよい。
【0311】
一方、上述した発明の特徴を有する回路基板が、スマートフォン、サーバー用コンピュータ、TV等のIT装置や家電製品に利用される場合、信号伝送または電力供給等の機能を安定的にすることができる。例えば、本発明の特徴を有する回路基板が半導体パッケージの機能をする場合、半導体素子を外部の湿気や汚染物質から安全に保護する機能をすることができ、漏洩電流或は端子間の電気的な短絡問題や或は半導体素子に供給する端子の電気的な開放の問題を解決することができる。また、信号伝送の機能を担当する場合ノイズ問題を解決することができる。これにより、上述した発明の特徴を有する回路基板は、IT装置や家電製品の安定した機能を維持できるようにすることで、全体製品と本発明が適用された回路基板が互いに機能的一体性または技術的連動性をなすことができる。
【0312】
上述した発明の特徴を有する回路基板が車両等の運送装置に利用される場合、運送装置に伝送される信号の歪み問題を解決することができ、または運送装置を制御する半導体素子を外部から安全に保護し、漏洩電流或は端子間の電気的な短絡問題や或は半導体素子に供給する端子の電気的な開放の問題を解決して、運送装置の安定性をさらに改善することができる。よって、運送装置と本発明が適用された回路基板は、互いに機能的一体性または技術的連動性をなすことができる。
【0313】
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも1つの実施例に含まれ、必ず1つの実施例に限定されるものでは、ない。また、各実施例に例示された特徴、構造、効果等は、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって、他の実施例に対して組合せまたは変形して実施可能である。よって、そのような組合せと変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。
【0314】
以上では、実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものでは、なく、本発明が属する分野で通常の知識を有した者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能である。例えば、実施例に具体的に提示された各構成要素は、変形して実施することができる。そして、そのような変形と応用に係る差異点は、添付される請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9a
図9b
図9c
図9d
図9e
図9f
図9g
図9h
図10a
図10b
図10c
図10d
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図10i
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図10n
図10o
図10p
図10q
図10r
図10s
図10t
図10u
図10v
図11
図12
【手続補正書】
【提出日】2024-06-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャビティを含む第1絶縁層と、
前記第1絶縁層のキャビティ内に埋め込まれた連結部材と、
前記キャビティ内に埋め込まれ、前記連結部材を取り囲むモールディング層と、を含み、
前記モールディング層の幅は、前記第1絶縁層の下面から上面に向かう方向に沿って漸減する、回路基板
【請求項2】
前記第1絶縁層の上に配置され、前記連結部材と垂直方向に重なった第1電極パターンと、前記連結部材と垂直方向に重ならない第2電極パターンとを含む第1回路パターンと、
前記第1回路パターンの前記第2電極パターンの上に配置されたポストバンプと、
前記第1絶縁層内に埋め込まれ、前記連結部材と水平方向に重なり、前記ポストバンプと垂直方向に重なった貫通電極と、を含み、
前記連結部材は、前記第1電極パターンと連結されるパッド部を備え、
前記貫通電極の幅は、前記パッド部の幅より大きい、請求項1に記載の回路基板
【請求項3】
前記貫通電極は、垂直方向に向かって幅が変化し、
前記パッド部の幅は、前記貫通電極の全体領域で最小幅を有する領域の幅より小さい、請求項2に記載の回路基板
【請求項4】
前記第1電極パターンの幅は、前記第2電極パターンの幅より小さい、請求項2に記載の回路基板
【請求項5】
前記連結部材の前記パッド部は、
第1金属層と、
前記第1金属層の上に配置された第2金属層と、
前記第2金属層の上に配置された第3金属層と、を含み、
前記第3金属層の下面は、前記第2金属層と接触する第1部分と、前記第2金属層と接触しない第2部分を含む、請求項2に記載の回路基板
【請求項6】
前記第3金属層の下面の幅は、前記第2金属層の上面の幅より大きい、請求項5に記載の回路基板
【請求項7】
前記第3金属層の上面の幅は、前記第3金属層の上面の幅より大きい、請求項5に記載の回路基板
【請求項8】
前記第3金属層は、下面から上面に向かうほど幅が大きくなる、請求項5に記載の回路基板
【請求項9】
前記連結部材は、前記第3金属層を向けて突出した凹凸面を備えた絶縁部材を含む、請求項5に記載の回路基板
【請求項10】
前記第3金属層の下面の第2部分は、前記絶縁部材の前記凹凸面と接触しない、請求項9に記載の回路基板
【請求項11】
前記凹凸面の高さは、前記絶縁部材の上面の表面粗さの値に対応する、請求項10に記載の回路基板。
【請求項12】
前記表面粗さの値は、8nm~40nmの間の範囲を満足する、請求項11に記載の回路基板。
【請求項13】
前記第1金属層は、30nm~100nmの範囲の厚さを有し、
前記第2金属層は、100nm~500nmの範囲の厚さを有し、
前記第3金属層は、2um~7umの範囲の厚さを有する、請求項5に記載の回路基板。
【請求項14】
前記第3金属層の厚さは、前記パッド部の厚さの75%~98%の範囲を満足する、請求項13に記載の回路基板。
【請求項15】
前記第3金属層の上面及び側面のうち少なくとも1つの表面粗さは、前記第1金属層の側面及び前記第2金属層の側面の表面粗さより小さい、請求項5に記載の回路基板。
【請求項16】
前記第1金属層は、第1金属物質を含み、
前記第2及び第3金属層は、前記第1金属物質と異なる第2金属物質を含む、請求項5に記載の回路基板。
【請求項17】
前記第1金属層の第1金属物質は、チタンを含み、
前記第2及び第3金属層の第2金属物質は、銅を含む、請求項16に記載の回路基板。
【請求項18】
前記パッド部は、下面を含み、
前記パッド部の下面は、段差部を含み、
前記段差部は、前記パッド部の下面の外側部に位置する、請求項2に記載の回路基板。
【請求項19】
前記連結部材は、絶縁部材及び前記絶縁部材と前記パッド部の間に配置された第1金属層を含み、
前記第1金属層は、前記段差部と垂直に重ならない、請求項18に記載の回路基板。
【請求項20】
前記パッド部の下面は、前記段差部によって前記第1金属層と接触する第1部分と、前記第1金属層と接触しない第2部分を含む、請求項19に記載の回路基板。
【国際調査報告】