KR20090081037A

KR20090081037A - Semiconductor package and manufacturing method thereof

Info

Publication number: KR20090081037A
Application number: KR1020080006878A
Authority: KR
Inventors: 성경술; 김윤주; 송재규
Original assignee: 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2009-07-28
Anticipated expiration: 2028-01-23
Also published as: KR100958358B1

Abstract

본 발명은 반도체 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LED 디바이스, 전하 결합 소자와 같이 소정의 주파수를 갖는 빛이 반도체 칩에 송수신되어 구동하는 반도체 패키지로서, 보다 간단한 구조 및 단순한 제조 공정으로 제조될 수 있도록 한 투명창을 갖는 반도체 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor package and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor package in which light having a predetermined frequency, such as an LED device and a charge coupling device, is transmitted and received to and driven by a semiconductor chip. The present invention relates to a semiconductor package having a transparent window and a method for manufacturing the same.

이를 위해, 본 발명은 투명 글래스와; 상기 투명 글래스의 저면에 부착되는 FOW 특성을 갖는 투명필름과; 기판의 반도체 칩 부착 영역에 부착된 반도체 칩과; 상기 반도체 칩의 본딩패드와 상기 기판의 와이어 본딩영역간을 전기적으로 연결하는 와이어와; 입출력수단으로서 상기 기판의 저면에 형성된 볼랜드에 융착된 솔더볼; 을 포함하여 구성하되, 상기 FOW 특성을 갖는 투명필름을 상기 반도체 칩과 와이어를 포함하는 기판의 전체 상면에 걸쳐 밀착시켜 부착시킨 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.To this end, the present invention is transparent glass; A transparent film having a FOW property attached to a bottom of the transparent glass; A semiconductor chip attached to the semiconductor chip attachment region of the substrate; Wires electrically connecting a bonding pad of the semiconductor chip to a wire bonding region of the substrate; A solder ball fused to a ball land formed on a bottom surface of the substrate as an input / output means; It comprises a, but provides a semiconductor package and a manufacturing method characterized in that the transparent film having the FOW characteristics adhered over the entire upper surface of the substrate including the semiconductor chip and the wire.

Description

Semiconductor package and method for manufacturing the same

본 발명은 반도체 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LED 디바이스, 전하 결합 소자(CCD: Charge Coupled Devices)와 같이 소정의 주파수를 갖는 빛이 반도체 칩에 송수신되어 구동하는 반도체 패키지로서, 보다 간단한 구조 및 단순한 제조 공정으로 제조될 수 있도록 한 투명창을 갖는 반도체 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor package in which light having a predetermined frequency, such as an LED device and a charge coupled device (CCD), is transmitted and received to and driven by a semiconductor chip. The present invention relates to a semiconductor package having a transparent window that can be manufactured with a simpler structure and a simple manufacturing process, and a method of manufacturing the same.

최근, 전자제품의 고집적화, 고속화, 다기능화 등에 수반하여 다양한 구조의 반도체 패키지가 제조되고 있으며, 일례로 LED 디바이스, 전하결합소자(CCD) 또는 서류 스캐너에 사용되는 것과 같은 광학감지장치, 지문인식장치 등과 같은 광학 패키지가 제조되고 있으며, 이 광학 패키지의 구동은 패키지내의 칩 표면에 소정의 주파수를 갖는 빛을 선택적 또는 연속적으로 전송하여 이루어진다.Recently, semiconductor packages having various structures have been manufactured with high integration, high speed, and multifunction of electronic products. For example, optical sensing devices and fingerprint recognition devices such as those used in LED devices, charge coupled devices (CCDs) or document scanners. Optical packages, such as the like, are manufactured, and the driving of the optical packages is performed by selectively or continuously transmitting light having a predetermined frequency to the chip surface in the package.

이에, 상기 광학 패키지는 그 상면에 빛을 수신할 수 있는 투명창이 구비되 어 있다.Thus, the optical package is provided with a transparent window that can receive light on the upper surface.

따라서, 광학 패키지의 투명창을 통해 소정의 주파수를 갖는 빛이 투과하여, 그 내부의 반도체 칩 상부 표면에 조사되어 광수신 신호에 대한 칩 구동이 이루어진다.Therefore, light having a predetermined frequency is transmitted through the transparent window of the optical package, and is irradiated to the upper surface of the semiconductor chip therein to drive the chip with respect to the light reception signal.

이러한 투명창(Transparent Window)을 구비한 반도체 패키지에 대한 일례로서, 전하결합소자(CCD)의 구조 및 그 제조방법을 간략히 살펴보면, 세라믹 밑판상에 접착수단을 도포하여 리드프레임을 부착시키는 단계와, 세라믹 밑판의 중앙 요홈부에 칩 접착수단을 도포하여 반도체 칩을 부착하는 단계와, 통전 가능한 와이어로 반도체 칩의 본딩패드와 리드 프레임의 리드간을 연결하는 와이어 본딩 단계와, 반도체 칩의 위쪽에 투명창을 투명창 접착제로 밀봉하는 단계로 이루어진다. As an example of a semiconductor package having such a transparent window, briefly look at the structure of the charge coupled device (CCD) and its manufacturing method, the step of attaching a lead frame by applying an adhesive means on the ceramic base plate; Applying a chip bonding means to the center recess of the ceramic base plate to attach the semiconductor chip; and a wire bonding step of connecting the bonding pad of the semiconductor chip and the lead of the lead frame with an electrically conductive wire; and a transparent upper portion of the semiconductor chip. Sealing the window with a transparent window adhesive.

또한, LED 디바이스의 경우, LED 칩 위에 돔 구조물을 배치하거나, LED 칩 주변에 반사경(reflector) 컵 형태의 지지 구조물을 배치한 후, 이들 지지 구조물을 공기보다 높은 굴절률을 가지는 밀봉제를 밀봉하는 공정을 통하여 제조되고 있다.In addition, in the case of LED devices, a process of placing a dome structure on the LED chip or placing a support structure in the form of a reflector cup around the LED chip, and then sealing the support structure with a sealant having a refractive index higher than that of air. It is manufactured through.

그러나, 기존의 LED 디바이스 또는 전하결합소자와 같은 광학 패키지의 경우, 별도의 밀봉 내지 몰딩 공정이 실시됨에 따른 제조 공정수가 많이 들고, 또한그 제조 공정이 정밀도를 요하는 공정임에 따라 대량생산에 어려움이 있는 문제점이 있다.However, in the case of an optical package such as an existing LED device or a charge coupling device, it is difficult to mass-produce as it requires a lot of manufacturing processes due to a separate sealing or molding process, and also because the manufacturing process requires precision. There is a problem with this.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 투명 글래스의 저면에 FOW(Film Over Wire) 특성을 갖는 투명 필름을 미리 접착한 후, 반도체 칩 부착 공정 및 와이어 본딩 공정이 완료된 기판상에 접착하여 투명창을 갖는 반도체 패키지를 제조할 수 있도록 함으로써, 별도의 밀봉 내지 몰딩 공정없이 공정 단순화를 실현함과 함께 간단한 구조의 투명창을 갖는 반도체 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and after adhering a transparent film having a FOW (Film Over Wire) property to the bottom of the transparent glass in advance, and then adhered to the substrate on which the semiconductor chip attachment process and the wire bonding process are completed The present invention provides a semiconductor package having a transparent window with a simple structure and a method of manufacturing the same, while realizing a process simplification without a separate sealing or molding process by allowing a semiconductor package having a transparent window to be manufactured.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 투명 글래스와; 상기 투명 글래스의 저면에 부착되는 FOW 특성을 갖는 투명필름과; 기판의 반도체 칩 부착 영역에 부착된 반도체 칩과; 상기 반도체 칩의 본딩패드와 상기 기판의 와이어 본딩영역간을 전기적으로 연결하는 와이어와; 입출력수단으로서 상기 기판의 저면에 형성된 볼랜드에 융착된 솔더볼; 을 포함하여 구성하되, 상기 FOW 특성을 갖는 투명필름을 상기 반도체 칩과 와이어를 포함하는 기판의 전체 상면에 걸쳐 밀착시켜 부착시킨 것을 특징으로 하는 반도체 패키지를 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is a transparent glass; A transparent film having a FOW property attached to a bottom of the transparent glass; A semiconductor chip attached to the semiconductor chip attachment region of the substrate; Wires electrically connecting a bonding pad of the semiconductor chip to a wire bonding region of the substrate; A solder ball fused to a ball land formed on a bottom surface of the substrate as an input / output means; It is configured to include, but provides a semiconductor package characterized in that the transparent film having the FOW characteristics adhered over the entire upper surface of the substrate including the semiconductor chip and the wire.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 투명 글래스의 저면에 FOW 특성을 갖는 투명필름을 부착시키는 단계와; 기판의 반도체 칩 부착 영역에 반도체 칩을 부착하고, 이 반도체 칩의 본딩패드와 상기 기판의 와이어 본딩영역간을 와이어로 연결하는 와이어 본딩 단계와; 상기 반도체 칩과 와이어를 포 함하는 스트립 또는 매트릭스 단위의 기판상에 상기 투명 글래스와 부착되어 있는 투명필름의 저면을 밀착시켜 부착시키는 단계와; 반도체 패키지 영역이 스트립 단위 또는 매트릭스 단위로 이루어진 상기 기판을 개개의 반도체 패키지로 소잉하는 단계와; 소잉된 개개의 반도체 패키지 저면에 노출되어 있는 볼랜드에 입출력단자인 솔더볼을 융착시키는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: attaching a transparent film having a FOW property on the bottom of the transparent glass; A wire bonding step of attaching a semiconductor chip to a semiconductor chip attachment region of a substrate, and connecting a wire between a bonding pad of the semiconductor chip and a wire bonding region of the substrate with a wire; Attaching the bottom surface of the transparent film adhered to the transparent glass on a strip or matrix unit substrate including the semiconductor chip and wires; Sawing the substrate, wherein the semiconductor package region is in strip units or matrix units, into individual semiconductor packages; Welding solder balls, which are input / output terminals, to the ball lands exposed on the bottom surfaces of the individual semiconductor packages; It provides a semiconductor package manufacturing method comprising a.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.Through the above problem solving means, the present invention can provide the following effects.

투명 글래스와 FOW(Film Over Wire) 특성을 갖는 투명 필름을 미리 접착한 후, 이를 반도체 칩 부착 공정 및 와이어 본딩 공정이 완료된 기판상에 접착하여 투명창을 갖는 반도체 패키지를 기존의 경우에 비하여 보다 간단하게 제조할 수 있다.After attaching transparent glass and transparent film having FOW (Film Over Wire) property in advance, it is adhered to the substrate on which the semiconductor chip attaching process and the wire bonding process are completed, so that a semiconductor package having a transparent window is simpler than the conventional case. Can be manufactured.

또한, 본 발명에 따른 투명창을 갖는 반도체 패키지는 별도의 밀봉 내지 몰딩 공정이 배제되어 공정 단순화를 실현함과 함께 제조원가 절감을 실현할 수 있다.In addition, the semiconductor package having a transparent window according to the present invention can eliminate the separate sealing or molding process to realize the process simplification and to reduce the manufacturing cost.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 LED 디바이스 또는 전하결합소자와 같은 광학 패키지로 유용될 수 있는 반도체 패키지를 제공하고자 한 것이며, 특히 별도의 밀봉 내지 몰딩 공정을 실시하지 않고도 간단한 구조의 투명창을 갖는 반도체 패키지를 제공하는 점에 주안점이 있다.The present invention has been made in an effort to provide a semiconductor package that may be useful as an optical package such as an LED device or a charge coupled device, and in particular, to provide a semiconductor package having a transparent window having a simple structure without performing a separate sealing or molding process. There is a focus on this.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 방법을 순서대로 설명하는 단면도이고, 도 2는 소잉 공정후 유니트 단위의 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor package according to the present invention in order, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a semiconductor package in a unit unit after a sawing process.

먼저, 투명 글래스(10) 및 FOW 특성을 갖는 투명필름(20)을 구비하는 바, 이 투명 글래스(10)와 투명필름(20)의 크기는 사용되어질 기판의 크기와 동일한 것으로 구비한다.First, a transparent glass 10 and a transparent film 20 having FOW characteristics are provided, and the sizes of the transparent glass 10 and the transparent film 20 are the same as those of the substrate to be used.

즉, 상기 기판(30: 예를 들어, 인쇄회로기판 또는 회로필름)이 스트립 단위의 반도체 패키지 영역을 갖는 것(복수의 반도체 패키지 영역이 일렬로 배열된 것), 또는 매트릭스 단위의 반도체 패키지 영역을 갖는 것(반도체 패키지 영역이 4×4 등으로 배열된 것)인 경우, 상기 투명 글래스(10) 및 투명필름(20)의 크기도 그에 맞는 크기로 구비한다.That is, the substrate 30 (for example, a printed circuit board or a circuit film) has a semiconductor package region in a strip unit (a plurality of semiconductor package regions are arranged in a line), or a semiconductor package region in a matrix unit. In the case of having (semiconductor package region is arranged in 4 × 4, etc.), the size of the transparent glass 10 and the transparent film 20 is also provided in a size corresponding thereto.

다음으로, 상기 투명 글래스(10)와, FOW 특성을 갖는 투명필름(20)을 서로 부착시키는 바, 투명 글래스(10)의 저면에 투명필름(20)을 부착시킨다.Next, the transparent glass 10 and the transparent film 20 having FOW characteristics are attached to each other, and the transparent film 20 is attached to the bottom of the transparent glass 10.

이때, 상기 투명필름(20)의 FOW(Film Over Wire) 특성이란, 후술하는 바와 같이 기판(30)상의 반도체 칩(40) 및 와이어(50)에 간섭 영향을 주지 않는 점도를 갖는 특성으로서, 마치 젤과 같은 특성을 의미한다.At this time, the FOW (Film Over Wire) characteristics of the transparent film 20 is a characteristic having a viscosity that does not affect the semiconductor chip 40 and the wire 50 on the substrate 30, as will be described later, Means gel-like properties.

이에, 상기 투명필름(20)은 경화전에는 마치 젤(gel)과 같은 특성을 갖기 때문에 자체 접착력에 의하여 투명 글래스(10)의 저면에 용이하게 부착되어진다.Thus, the transparent film 20 is easily attached to the bottom surface of the transparent glass 10 by self-adhesive force because it has properties such as a gel before curing.

상기 투명필름(20)은 아래와 같은 제품을 사용할 수 있으며, 그 밖에 접착력을 갖는 투명 재질로서 합성 폴리머계 수지(폴리테트라플루오로에틸렌)와 같은 투명 재료의 사용도 가능하다.The transparent film 20 may use the following products. In addition, a transparent material such as a synthetic polymer resin (polytetrafluoroethylene) may be used as the transparent material having adhesive strength.

- 제품명: ADWILL LE4767-Product Name: ADWILL LE4767

- 회사명: 일본 린텍 코포레이션(LINTEC Corporation)-Company name: Japan Lintec Corporation

- 조성- Furtherance

폴리올레핀 수지(Polyolefin resin) 25~35%, Polyolefin resin 25 ~ 35%,

소프트 PVC 수지(Soft PVC resin) 5~15%, 5-15% of Soft PVC resin,

아크릴 수지(Acrylic resin) 1~10%, 실리카(Silica) 10~20%, Acrylic resin 1-10%, Silica 10-20%,

폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 15~25%, 15-25% polyethylene terephthalate,

실리콘 수지(Silicone resin) 0.1%.0.1% silicone resin.

위와 같은 투명 글래스(10) 및 투명필름(20)의 구비 단계와 별도로, 기판(30: 예를 들어, 인쇄회로기판 또는 회로필름)상의 반도체 칩 부착영역에 반도체 칩(40)이 부착되고, 이 반도체 칩(40)의 본딩패드와 기판(30)의 와이어 본딩용 전도성패턴이 전기적으로 와이어(50)로 연결되는 공정이 진행된다.Apart from the step of providing the transparent glass 10 and the transparent film 20 as described above, the semiconductor chip 40 is attached to the semiconductor chip attachment region on the substrate 30 (for example, a printed circuit board or a circuit film). A process is performed in which the bonding pad of the semiconductor chip 40 and the conductive pattern for wire bonding of the substrate 30 are electrically connected to the wire 50.

잘 알려진 바와 같이, 인쇄회로기판(30)은 열경화성 수지층(32)과, 이 열경 화성 수지층(32)을 중심으로 그 상하면에 식각 등의 공정으로 형성되는 구리박막의 전도성 회로패턴(34) 및 볼랜드(36)와, 상기 전도성 회로패턴(34)과 볼랜드(36)간을 통전시키기 위하여 상기 열경화성 수지층(32)에 관통 형성되는 비아홀(38)과, 와이어 본딩용 전도성 회로패턴(34)과 솔더볼 부착을 위한 볼랜드(36) 영역 등을 제외한 열경화성 수지층 표면에 코팅되는 절연성의 솔더레지스트(37)로 구성된다.As is well known, the printed circuit board 30 includes a thermosetting resin layer 32 and a conductive circuit pattern 34 of a copper thin film formed by etching such as etching on the upper and lower surfaces of the thermosetting resin layer 32. And a via hole 38 penetrating through the thermosetting resin layer 32 so as to conduct electricity between the borland 36, the conductive circuit pattern 34, and the borland 36, and the conductive circuit pattern 34 for wire bonding. And an insulating solder resist 37 coated on the surface of the thermosetting resin layer excluding the ball land region 36 for attaching the solder ball.

이러한 구성을 갖는 인쇄회로기판(20)상의 반도체 칩 부착영역에 반도체 칩(40)이 부착되고, 이 반도체 칩(40)의 본딩패드와 기판(30)의 와이어 본딩용 전도성 회로패턴(34)간이 와이어(50)로 연결된다.The semiconductor chip 40 is attached to the semiconductor chip attachment region on the printed circuit board 20 having such a configuration, and the bonding pad of the semiconductor chip 40 and the conductive circuit pattern 34 for wire bonding of the substrate 30 are separated. Connected by wire 50.

다음으로, 상기 투명 글래스(10)와 FOW 특성을 갖는 투명필름(20)을 상기 기판(30)의 상면에 부착시키는 바, 상기 반도체 칩(40)과 와이어(50)를 포함하는 스트립 또는 매트릭스 단위의 기판(30)상에 상기 투명 글래스(10)와 부착되어 있는 투명필름(20)의 저면을 밀착시켜 부착시키게 된다.Next, the transparent glass 10 and the transparent film 20 having FOW characteristics are attached to the upper surface of the substrate 30, and the strip or matrix unit including the semiconductor chip 40 and the wire 50. The bottom surface of the transparent film 20 attached to the transparent glass 10 is attached to the substrate 30 of the contact.

물론, 상기와 같이 투명필름(20)은 FOW 특성 즉, 젤과 같은 특성을 갖기 때문에 반도체 칩(40)와 와이어(50)에 간섭 내지 충격 영향을 주지 않으며, 자체 접착력에 의하여 기판상에 용이하게 부착될 수 있다.Of course, since the transparent film 20 has a FOW characteristic, that is, a gel-like characteristic as described above, it does not affect the semiconductor chip 40 and the wire 50 by interference or impact, and is easily formed on a substrate by self-adhesive force. Can be attached.

이어서, 상기 투명필름(20)은 오븐에 넣어 소정의 온도로 열처리하는 경화단계를 통하여 단단한 상태로 경화된다.Subsequently, the transparent film 20 is cured in a hard state through a curing step of heat treatment at a predetermined temperature in an oven.

연이어, 상기 투명필름(20)이 경화된 후, 개개의 패키지로 소잉하는 공정이 진행되는 바, 상기 기판(30)의 반도체 패키지 영역을 따라 소잉수단(미도시됨)이 지나가게 되어, 결국 개개의 반도체 패키지(100)로 분리되어진다.Subsequently, after the transparent film 20 is cured, a sawing process is performed on individual packages, and a sawing means (not shown) passes along the semiconductor package region of the substrate 30. The semiconductor package 100 is separated into.

마지막으로, 소잉된 개개의 반도체 패키지(100) 저면에 노출되어 있는 볼랜드(36)에 입출력단자인 솔더볼(60)을 융착시킴으로써, 본 발명에 따른 투명창을 갖는 반도체 패키지(100)로 제조 완료된다.Finally, by welding the solder ball 60, which is an input / output terminal, to the ball land 36 exposed on the bottom surface of each sawed semiconductor package 100, the semiconductor package 100 having the transparent window according to the present invention is completed. .

도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 방법을 순서대로 설명하는 단면도,1 is a cross-sectional view for sequentially explaining a method for manufacturing a semiconductor package according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 유니트 단위의 반도체 패키지를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a semiconductor package in unit units according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 투명 글래스 12 : 투명필름10: transparent glass 12: transparent film

30 : 기판 32 : 열경화성 수지층30 substrate 32 thermosetting resin layer

34 : 전도성 회로패턴 36 : 볼랜드34: conductive circuit pattern 36: Borland

37 : 솔더레지스트 38 : 비아홀37 solder resist 38 via hole

40 : 반도체 칩 50 : 와이어40: semiconductor chip 50: wire

60 : 솔더볼60 solder ball

Claims

Transparent glass;

A transparent film having a FOW property attached to a bottom of the transparent glass;

A semiconductor chip attached to the semiconductor chip attachment region of the substrate;

Wires electrically connecting a bonding pad of the semiconductor chip to a wire bonding region of the substrate;

A solder ball fused to a ball land formed on a bottom surface of the substrate as an input / output means;

Including but not limited to

And a transparent film having the FOW characteristics in close contact with the entire upper surface of the substrate including the semiconductor chip and the wire.

Attaching a transparent film having a FOW property to a bottom of the transparent glass;

A wire bonding step of attaching a semiconductor chip to a semiconductor chip attachment region of a substrate, and connecting a wire between a bonding pad of the semiconductor chip and a wire bonding region of the substrate with a wire;

Attaching the bottom surface of the transparent film adhered to the transparent glass on a strip or matrix unit substrate including the semiconductor chip and wires;

Sawing said substrate, the semiconductor package region being in strip units or matrix units, into individual semiconductor packages;

Welding solder balls, which are input / output terminals, to the ball lands exposed on the bottom surfaces of the individual semiconductor packages;

Method for manufacturing a semiconductor package, characterized in that consisting of.