KR100442695B1 - 열 방출판이 부착된 플립칩 패키지 제조 방법 - Google Patents

열 방출판이 부착된 플립칩 패키지 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열 방출판이 부착된 플립칩 패키지(flip chip package)를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 언더필 층(underfill layer)의 특성 저하와 열 방출 특성 저하를 방지할 수 있고, 간단한 공정으로 플립칩 패키지를 제조할 수 있으며, 여러 형태나 재료의 열 인터페이스에 다양하게 적용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 플립칩을 준비하고, 이 플립칩에 열 방출판 또는 밀봉형 열 방출판을 부착한다. 열 방출판 또는 밀봉형 열 방출판 부착 단계에서는 플립칩의 밑면 즉, 상기 활성면의 반대쪽에 있는 면에 도포된 또는 부착된 솔더 TIM을 솔더링하는 과정을 포함한다. 그 다음에 언더필 층을 기판에 형성한다. 언더필 층은 플럭스의 역할과 원래 언더필 층 기능을 동시에 수행할 수 있는 재질로 이루어져 있다. 언더필 층이 형성된 기판에 플립칩을 실장하고, 기판과 플립칩 사이에 전기 접속부를 형성하는데, 플립칩에 밀봉형 열 방출판이 부착되어 있는 경우에는 열 방출판을 기판에 밀봉접합하여 플립칩에 밀봉 분위기를 제공한다.

Description

열 방출판이 부착된 플립칩 패키지 제조 방법{Method for manufacturing flip chip package devices with heat spreaders}
본 발명은 반도체 칩 패키지 기술에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 플립칩 패키지 구성 성분의 특성 저하를 방지하고, 열 방출 성능을 높일 수 있는 열방출판이 부착된 플립칩 패키지 제조 방법에 관한 것이다.
플립칩(flip chip) 기술은 반도체 IC 칩을 활성면(active surface)이 아래쪽으로 향하도록 한 다음, 구형(球形) 또는 반구형(半球形)의 전기전도성 솔더 범프(solder bump)를 통해 IC 칩을 기판에 실장하는 기술이다. 솔더 범프는 반도체 IC 칩을 기판과 전기적으로 연결함과 동시에 반도체 IC 칩을 기판에 기계적으로 고정시킨다. 플립칩 기술이 적용된 플립칩 패키지는 본딩 와이어를 사용하지 않기 때문에, 전기 접속 경로가 짧다는 장점과, 패키지의 크기를 실질적으로 칩 크기만큼 줄일 수 있어서 실장 밀도가 높아진다는 이점이 있다.
플립칩 패키지에서는 IC 칩과 기판 사이의 열팽창 계수(TCE) 차이로 인한 열적 문제를 고려해야 하며, 고전력 IC 칩 예컨대, 컴퓨터 시스템의 고속 CPU 칩에서는 열 방출을 위한 설계가 특히 중요하다. 고전력 플립칩 기술은 열방출을 위해 열 방출판(heat spreader, heat sink 등)을 IC 칩의 뒷면(활성면의 반대면)에 부착한다. 열 방출판은 접착성 열 인터페이스 재료(thermal interface material, 이하, 'TIM'이라 함)에 의해 IC 칩에 부착된다.
종래 플립칩 패키지는 다음과 같은 과정으로 제조된다. 먼저 반도체 IC 칩 활성면에 형성된 전극 패드에 솔더 범프를 형성한다. 다음으로 칩의 전극 패드에 대응되는 전도성 패드가 형성되어 있는 기판을 준비하고, 기판의 패드에 솔더 범프가 닿도록 IC 칩을 기판에 올려놓고 열을 가하여 솔더 범프를 리플로우(reflow)한다. 리플로우 솔더링 공정을 진행하기 위해, 솔더링 공정이 진행되는 도중에 범프에 디핑(dipping) 기술로 플럭스를 전사(transfer)하거나, 솔더링 공정을 진행하기 전에 기판의 랜드에 플럭스를 전사하는 방법을 사용한다. 다음으로 IC 칩의 활성면과 기판 사이의 공간을 에폭시 등으로 채우는 언더필(underfill) 공정을 진행한다. 다음으로 IC 칩의 뒷면에 솔더 TIM을 도포 또는 부착하고 열 방출판과 IC 칩을 접합한다. 열 방출판과 IC 칩의 접합 온도는 솔더 TIM의 조성에 따라 다른데, 솔더와 플럭스를 함께 사용하는 솔더 TIM일 경우 접합 온도가 낮고 솔더만 포함된 TIM의 경우 접합 온도가 높아진다. 통상적으로, 열 방출판과 IC 칩의 접합은 통상 약 280~340℃의 온도 범위에서 진행된다.
그런데, IC 칩과 열 방출판의 접합 온도가 고온일 경우에는 언더필 물질의 특성이 저하되고 기판의 특성도 나빠진다. 일반 PCB와 같은 유기성 기판(organic substrate)은 250℃ 이상의 온도에서도 특성 저하를 보일 수 있다. 한편, 접합 온도가 저온일 경우에는 솔더 TIM 접합 경계면에 보이드(void)가 생겨 접합력이 약해지고 열 방출 특성이 떨어질 수 있다. 또한, 열 방출판이 반도체 IC 칩과 접합할뿐만 아니라, 기판과도 밀봉 결합되는 경우에 밀봉재에도 보이드가 생겨 신뢰성 검사 예컨대, 고온 고압 다습 분위기에서 실시되는 증기압 검사(PCT; Pressure Cooker Test)에서 불량 처리될 수 있다. 왜냐하면 보이드에 수분이 침투할 수 있는 경로로 제공되기 때문이다.
본 발명의 목적은 열 방출판이 부착된 플립칩 패키지의 열 방출 특성을 보장하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 플립칩 패키지 구성 성분의 특성 저하를 방지하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 플립칩 패키지 제조 공정의 전체 과정을 개략적으로 설명하는 흐름도.
도 2는 반도체 IC 칩에 열 방출판을 부착하는 과정을 나타내는 단면도.
도 3은 반도체 IC 칩에 밀봉형 열 방출판을 부착하는 과정을 나타내는 단면도.
도 4a와 도 4b는 기판에 언더필 층을 형성하는 과정을 나태내는 단면도.
도 5는 기판에 도 1의 열 방출판이 부착된 반도체 IC 칩을 실장하는 과정을 나타내는 단면도.
도 6은 기판에 도 2의 밀봉형 열 방출판이 부착된 반도체 IC 칩을 실장하는 과정을 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 패키지의 구조를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 패키지의 구조를 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 패키지의 구조를 나타내는단면도.
도 10은 본 발명에 따른 방법으로 제조된 플립칩 패키지를 외부 회로 기판에 실장하는 구조를 설명하기 위한 단면도.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
10: 반도체 IC 칩
12: 전극 패드
15: 솔더 범프
20: 솔더 TIM(thermal interface materail)
30: 열 방출판
40: 밀봉형 열 방출판
50: 기판
60: 언더필층(underfill layer)
70: 접속핀
100: 플립칩 패키지
120: 외부 회로 기판
본 발명에 따른 플립칩 패키지 제조 방법은 솔더링 공정을 위한 플럭스 기능과 원래의 언더필 기능을 동시에 수행할 수 있는 언더필 층을 기판에 형성하고, 기판에 플립칩을 실장 접합하며, 이 플립칩 실장 및 접합 단계를 수행하기 전에 플립칩에 솔더 TIM을 이용하여 열 방출판을 부착해 둔다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 플립칩 패키지 제조 방법은 i) 복수의 전극 패드가 형성된 활성면을 갖는 반도체 IC 칩을 준비하는 단계, ii) 상기 복수의 전극 패드에 복수의 금속 범프를 형성하는 단계, iii) 열 인터페이스 재료(TIM)를 사용하여 상기 반도체 IC 칩의 상기 활성면 반대쪽에 있는 밑면에 열 방출판을 부착하는 단계, iv) 상기 전극 패드와 대응하는 복수의 랜드 패드가 형성된 기판에 플럭스 충전층(flux filler layer)을 형성하는 단계, v) 상기 반도체 IC 칩을 활성면이 상기 기판을 향하도록 실장하는데, 상기 복수의 금속 범프가 상기 복수의 랜드 패드에 닿도록 실장하는 단계, vi) 상기 금속 범프를 솔더링하여 랜드 패드와 금속 범프에 의한 전기 접속부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 플럭스 충전층은 상기 전기 접속부를 형성하는 솔더링 과정에서 플럭스 역할을 하는 물질과 언더필 재료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 플립칩 패키지 제조 방법은, i) 복수의 전극 패드가 형성된 활성면을 갖는 반도체 IC 칩을 준비하는 단계, ii) 상기 복수의 전극 패드에 복수의 금속 범프를 형성하는 단계, iii) 열 인터페이스 재료(TIM)를 사용하여 상기 반도체 IC 칩의 상기 활성면 반대쪽에 있는 밑면에 열 방출판을 부착하는 단계, iv) 상기 전극 패드와 대응하는 복수의 랜드 패드가 형성된 기판에 플럭스 충전층을 형성하는 단계, v) 상기 반도체 IC 칩을 활성면이 상기 기판을 향하도록 실장하는데, 상기 복수의 금속 범프가 상기 복수의 랜드 패드에 닿도록 실장하는 단계, vi) 상기 금속 범프를 솔더링하여 랜드 패드와 금속 범프에 의한 전기 접속부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 플럭스 충전층은 상기 전기 접속부를 형성하는 솔더링 과정에서 플럭스 역할을 하는 물질과 언더필 재료를 포함하고, 상기 열 방출판은 둘레 테두리에 상기 기판을 향해 구부러진 다리부를 포함하는 밀봉형 열 방출판이며, 상기 전기 접속부 형성 단계는 상기 밀봉형 열 방출판의 다리부와 기판을 밀봉접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 이하의 설명은 플립칩 패키지를 제조하는 방법에 대해 실시예를 중심으로 한다. 제1 실시예는 도 2, 도 4, 도 5에 나타낸 과정을 따르는 플립칩 패키지 제조 방법이고, 제2 실시예는 도 3, 도 4, 도 6에 도시한 과정을 따르는 플립칩 패키지 제조 방법이다. 나머지 실시예에 따른 플립칩 패키지의 구조는 도 7 내지 도 9를 참조로 설명한다.
실시예
도 1은 본 발명에 따른 플립칩 패키지 제조 공정의 전체 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
금속 범프가 활성면의 전극 패드에 형성된 플립칩을 준비하고(단계 1), 이 플립칩에 열 방출판 또는 밀봉형 열 방출판을 부착한다(단계 3). 열 방출판 또는 밀봉형 열 방출판 부착 단계(3)에서는 플립칩의 밑면 즉, 상기 활성면의 반대쪽에있는 면에 도포된 또는 부착된 솔더 TIM을 솔더링하는 과정을 포함한다. 그 다음에 플럭스 충전층을 기판에 형성하거나, 플럭스 충전층과 함께 밀봉층을 기판에 형성한다(단계 5). 플럭스 충전층은 플럭스의 역할과 언더필 층 기능을 동시에 수행할 수 있는 재질로 이루어져 있다. 밀봉층은 기판과 열 방출판 사이의 빈 공간을 밀봉하는데, 상기 플럭스 충전층과 동일한 재료 또는 이와는 다른 재료로 구성될 수 있다. 플럭스 충전층 및/또는 밀봉층이 형성된 기판에 플립칩을 실장하고(단계 7), 기판과 플립칩 사이에 전기 접속부를 형성하는데, 플립칩에 밀봉형 열 방출판이 부착되어 있는 경우에는 열 방출판을 기판에 밀봉접합하여 플립칩에 밀봉 분위기를 제공한다(단계 9).
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플립칩 패키지 제조 방법에서, 반도체 IC 칩에 열 방출판을 부착하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
반도체 IC 칩(10)은 전자 회로 소자(온칩 회로)가 형성되어 있는 활성면(11)을 갖는다. 이 활성면(11)에는 IC 칩(10)을 외부와 전기적으로 연결하기 위한 복수의 금속 전극 패드(12)가 형성되어 있다. 활성면(11)은 전극 패드(12)를 제외한 전체 면이 패시베이션 막(passivation film, 도시하지 않음)으로 덮혀 있다. 전극 패드(12)에는 복수의 금속 범프(15)가 실장된다. 금속 범프(15)는 공 모양의 구형이거나 반구형으로 될 수도 있고, 직각육면체일 수도 있다. 금속 범프(15)는 주석-납+(Sn-Pb) 합금으로 되거나 주석, 납에 은(Ag)이 첨가된 합금 또는 은이 첨가된 금(Au)이나 니켈(Ni) 금속으로 구성할 수 있으며, 납(Pb)을 사용하지 않은 솔더 합금을 사용할 수도 있다. 은(Ag) 대신에 인듈(In)이나 비스무트(Bi)를 사용하는 것도 가능하다. 납을 사용하지 않은 솔더 합금은 주석(Sn)이나 구리(Cu), 인듈(In), 안티몬(Sb) 또는 아연(Zn)을 주성분으로 한다.
IC 칩(10)의 뒷면(즉, 활성면(11)의 반대쪽 면)에 솔더 TIM(20)을 형성한다. IC 칩(10)의 뒷면은 솔더링을 위해 미리 금속화 처리(metalization)를 하는 것이 바람직하다. 금속화 처리는 크롬(Cr)이나 티타늄(Ti), 구리/니켈바나듐/금 (Cu/VNi/Au) 또는 은(Ag)으로 된 금속층을 스퍼터링(sputtering) 또는 진공증착 (evaporation) 기술로 IC 칩(10)의 뒷면에 도포하는 것이다. 솔더 TIM(20)은 예컨대, 디스펜싱(dispensing) 공정으로 칩의 뒷면에 시트 모양으로 도포된다. 솔더 TIM(20)은 주석-납 합금으로 되거나 여기에 은과 같은 여러 가지 첨가물이 포함된 합금으로 이루어질 수 있다.
열 방출판(30)은 솔더 TIM(20)을 통해 IC 칩(10)과 접합된다. 열 방출판(30)은 IC 칩(10)에서 동작 중에 발생한 열을 외부로 방출하는 역할을 하며, 열 전도 특성이 우수한 재료 예컨대, 구리(Cu)로 구성된다. 구리는 우수한 열 전도 특성을 나타내는데, 소정의 열 전도 특성과 적당한 열팽창 계수를 가진 다른 재료로 열 방출판(30)을 구성하는 것도 가능하다. 예를 들어서, 알루미늄(Al), 탄화규소 알루미늄(AlSiC), 텅스텐구리(CuW), 다이아몬드와 같은 금속 또는 비금속 재료로 열 방출판(30)을 구성할 수도 있다. 또한, 열 방출판(30)을 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 주석(Sn), 팔라듐(Pd) 등으로 표면 처리하거나 양극화 처리(anodizing)할 수도 있다. 열 방출판(30)의 열 방출 특성을 높이기 위해 도 2에 도시한 것처럼 복수의 핀(fin)을 형성하여 주위 공기와 접촉 면적을 늘리는 것이 바람직하다. 도면에 나타내지는 않았지만 핀(fin)이 형성되지 않은 사각형 단면을 갖는 열 방출판(30)을 사용하는 것도 가능하다.
열 방출판(30)과 IC 칩(10)은 TIM(20)을 솔더링함으로써 접합되는데, 이 솔더링 공정은 수소(H2) 분위기에서 솔더 프리폼(solder preform)이나 솔더 페이스트(solder paste)를 이용하는 것이 바람직하다. 이 실시예에서 H2솔더링 분위기는 진공일 수도 있고 진공이 아닐 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시한 것처럼, 밀봉형 열 방출판(40)을 IC 칩(10)의 뒷면에 부착하는 것도 가능하다. 밀봉형 열 방출판(40)은 둘레 테두리가 IC 칩(10) 쪽으로 구부러진 다리부(42)를 포함한다. 이 다리부(42)는 기판과 밀봉 접착되는데, 이에 대해서는 도 6을 참조로 후술한다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 기판(50)의 IC 칩(10)이 실장될 위치에 플럭스 충전층(60, flux filler layer)을 형성한다. 플럭스 충전층(60)은 IC 칩(10)의 활성면(11)과 기판(50)의 상부면 사이의 공간을 채우는데, 이것은 열 사이클링 동안 가해지는 응력으로부터 IC 칩(10)과 기판(50)의 전기적 접속부를 보호한다. 플럭스 충전층(60)은 금속 범프(15)를 보호할 뿐만 아니라 절연층의 역할, IC 칩(10)과 기판(50)의 TCE 차이에 따른 열적 응력을 흡수하고 완화하는 기능을 수행한다. 플럭스 충전층(60)은 플럭스와 언더필 역할을 동시에 수행할 수 있는 액상 수지 또는 판상 수지(sheet resin)를 스텐실이나 디스펜싱 방법으로 기판(50)의 상부면에 도포함으로써 형성된다.
한편, 도 4b에 도시한 것처럼 기판(50)에 플럭스 충전층(60)과 함께 밀봉층(62; sealant layer)을 동시에 형성하는 것도 가능하다. 밀봉층(62)은 플럭스 충전층(60)과 동일한 재료이거나 흐름성없는 언더필(no flow underfill) 또는 탄성 재료(예컨대, 실리콘 고무)로 이루어진다. 밀봉층(62)은 기판(50)과 열 방출판(40) 사이의 공간을 채워 밀봉한다.
기판(50)은 세라믹 소재인 것이 바람직하지만, 일반 PCB를 사용할 수도 있다. 기판(50)의 표면에는 신호 배선이 형성되어 있는데, 기판의 내부에도 신호 배선층을 형성하여 다층 기판으로 할 수도 있다. 기판(50)의 표면에는 IC 칩(10)의 솔더 범프(15)와 접촉되는 위치에 랜드 패드(land pad, 도시하지 않음)가 형성되어 있다. 랜드 패드는 니켈, 니켈/금, 팔라듐, 은, 솔더 등의 금속으로 표면처리하는 것이 바람직하다. 또한, 랜드 패드에는 IC 칩(10)을 실장하기 전에 저융점(예컨대, 250℃ 이하) 솔더를 미리 도포해 두는 것이 바람직하다.
도 5를 참조하면, 도 2의 실시예와 같이 열 방출판(30)이 부착된 IC 칩(10)을 도 4a와 도 4b에 도시한 바와 같이 플럭스 충전층(60) 및/또는 밀봉층(62)이 형성되어 있는 기판(50)에 실장한다. 한편 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시한 바와 같이, 도 3의 밀봉형 열 방출판(40)이 부착된 IC 칩(10)을 도 4a에 도시한 바와 같이 플럭스 충전층(60)이 형성되어 있는 기판(50)에 실장한다.
도 5와 도 6을 참조하면, 금속 범프(15)가 기판(50)의 랜드에 접촉되도록 정렬된 상태로 기판(50)에 플립칩 실장되는데, 정확한 정렬을 위해 기판(50)의 표면에 패드로부터 일정한 거리만큼 떨어져 있는 위치에 소정 개수의 정렬키(alignkey)를 형성해 두는 것도 가능하다. 정렬된 IC 칩(10)을 기판(50)에 올려놓고 금속 범프(15)를 리플로우하여 IC 칩(10)과 기판(50)에 전기적 및 기계적 접속부를 형성한다. 이러한 접속부는 예컨대, C4(Controlled Collapse Chip Connect) 공정에 의해 형성될 수 있다. 접속부가 형성된 구조를 세정하여 플럭스 잔류물을 제거하는 공정을 진행할 수 있는데, 이것은 선택사항이다. 금속 범프(15)에 의한 접속부가 형성되면, 언더필을 리플로우 또는 경화 공정으로 처리하여 경화시킨다.
한편 도 6을 참조하면, 밀봉형 열 방출판(40)의 다리부(42)가 기판(50) 상부면에 밀봉접합되어 IC 칩(10)이 공간(65) 내부에 밀봉되도록 한다. 밀봉접합을 위한 밀봉제는 플럭스 충전층(60)과 동일하거나 이와는 다른 중합체를 사용할 수 있는데, 연성 실리콘 베이스(soft silicon base) 밀봉제나 경성 에폭시 베이스(hard epoxy base) 밀봉제를 적용할 수 있다.
이러한 밀봉형 열 방출판(40)은 반도체 IC 칩(10)을 외부의 전자기 간섭(EMI; ElectroMagnetic Interface)으로부터 보호하는 차폐 구조를 제공한다. 차폐 효과를 높이기 위해, 전기 전도성 밀봉제를 사용하고 열 방출판(40)의 다리부(42)와 접촉되는 기판(50) 상부면에 접지 배선을 형성하는 것도 가능하다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플립칩 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다.
이 실시예에서 반도체 칩(10)의 활성면에 있는 전극 패드에는 복수의 금속 범프(15)가 형성되어 있고 반도체 칩(10)의 밑면에는 TIM(20)을 통해 열 방출판(140, 150, 160)이 부착되어 있다. 이 실시예에 포함된 구성 요소 가운데 앞에서 설명했던 실시예의 구성 요소와 동일한 것에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고 자세한 설명은 생략한다.
반도체 칩(10)이 플립칩 실장될 기판(50) 면에 플럭스를 도포하거나 칩(10)의 금속 범프(15)에 플럭스를 도포한 다음, 반도체 칩(10)을 기판(50)에 실장한다. 그 다음 솔더링 공정을 진행하여 기판(50)과 반도체 칩(10)의 접속부를 형성한다.
기판(50)과 반도체 칩(10) 사이 및 기판(50)과 열 방출판(140, 150, 160) 사이에 성형체(130)를 형성한다. 성형체(130)는 성형 가능한 언더필 및 몰딩 기술을 이용하거나 흐름성 있는 언더필 및 디스펜싱 기술을 이용하여 형성한다. 즉, 이 실시예는 앞의 실시예와 달리 플럭스 충전층(60)을 사용하지 않는다. 한편, 이 실시예의 열 방출판(140, 150, 160)에는 각각 도 7, 8, 9에 나타낸 것처럼 굴곡부(142, 152, 162)가 형성되어 있어서 성형체(130)와의 결합 강도를 높이는 것이 바람직하다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의해 제조된 플립칩 패키지(100)는 외부 회로 기판(120) 예컨대, 컴퓨터 시스템의 주기판(mother board)에 면실장된다. 패키지(100)는 기판(50) 밑면에 면배열되어 있는 접속핀(70)을 통해 주회로 기판(120)에 실장된다. 접속핀(70) 이외에 솔더 볼이나 랜드를 사용하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 플립칩 실장과 언더필 공정이 동시에 실시되기 때문에 언더필 층의 특성 저하가 방지된다.
또한, 본 발명에 따르면, 솔더 접합 경계면의 특성이 개선되기 때문에, 열 방출 성능이 향상된다.

Claims (22)

  1. 플립칩 패키지를 제조하는 방법으로서,
    i) 복수의 전극 패드가 형성된 활성면을 갖는 반도체 IC 칩을 준비하는 단계,
    ii) 상기 복수의 전극 패드에 복수의 금속 범프를 형성하는 단계,
    iii) 열 인터페이스 재료(TIM)를 사용하여 상기 반도체 IC 칩의 상기 활성면 반대쪽에 있는 밑면에 열 방출판을 부착하는 단계,
    iv) 상기 전극 패드와 대응하는 복수의 랜드 패드가 형성된 기판에 플럭스 충전층(flux filler layer)을 형성하는 단계,
    v) 상기 반도체 IC 칩을 활성면이 상기 기판을 향하도록 실장하는데, 상기 복수의 금속 범프가 상기 복수의 랜드 패드에 닿도록 실장하는 단계,
    vi) 상기 금속 범프를 솔더링하여 랜드 패드와 금속 범프에 의한 전기 접속부를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 플럭스 충전층은 상기 전기 접속부를 형성하는 솔더링 과정에서 플럭스 역할을 하는 물질과 언더필 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  2. 플립칩 패키지를 제조하는 방법으로서,
    i) 복수의 전극 패드가 형성된 활성면을 갖는 반도체 IC 칩을 준비하는 단계,
    ii) 상기 복수의 전극 패드에 복수의 금속 범프를 형성하는 단계,
    iii) 열 인터페이스 재료(TIM)를 사용하여 상기 반도체 IC 칩의 상기 활성면 반대쪽에 있는 밑면에 열 방출판을 부착하는 단계,
    iv) 상기 전극 패드와 대응하는 복수의 랜드 패드가 형성된 기판에 플럭스 충전층(flux filler layer)을 형성하는 단계,
    v) 상기 반도체 IC 칩을 활성면이 상기 기판을 향하도록 실장하는데, 상기 복수의 금속 범프가 상기 복수의 랜드 패드에 닿도록 실장하는 단계,
    vi) 상기 금속 범프를 솔더링하여 랜드 패드와 금속 범프에 의한 전기 접속부를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 플럭스 충전층은 상기 전기 접속부를 형성하는 솔더링 과정에서 플럭스 역할을 하는 물질과 언더필 재료를 포함하고, 상기 열 방출판은 둘레 테두리에 상기 기판을 향해 구부러진 다리부를 포함하는 밀봉형 열 방출판이며, 상기 전기 접속부 형성 단계는 상기 밀봉형 열 방출판의 다리부와 기판을 밀봉접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 열 방출판 부착 단계는 수소 분위기에서 상기 TIM을 솔더링하는 단계인 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 열 방출판을 부착하기 전의 상기 반도체 IC 칩의 밑면에는 크롬, 티타늄, 구리/니켈바나듐/금, 은을 포함하는 군에서 선택된 금속층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 금속 범프는 주석-납(Sn-Pb) 합금, 은(Ag)이 첨가된 주석-납 합금, 은이 첨가된 금(Au), 은이 첨가된 니켈(Ni)로 구성된 군에서 선택되는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 열 방출판 부착 단계는 솔더 TIM을 디스펜싱 공정으로 상기 반도체 IC 칩의 밑면에 시트 모양으로 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 TIM은 주석-납 합금이나 은이 첨가된 주석-납 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 열 방출판은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄화규소 알루미늄(AlSiC), 텅스텐구리(CuW), 다이아몬드로 구성된 군으로부터 선택되는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 열 방출판은 사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 언더필 층 형성 단계는 액상 수지 또는 판상 수지를 스텐실이나 디스펜싱 공정으로 상기 기판의 면에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 랜드 패드는 니켈(Ni), 니켈/금(Ni/Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 솔더로 구성된 군으로부터 선택되는 금속으로 표면처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 언더필 층을 형성하는 단계 전에 상기 기판의 랜드 패드에 저융점 솔더를 미리 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 기판은 정렬키를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  14. 제2항에서,
    상기 밀봉접합 단계는 연성 실리콘 베이스 밀봉제 또는 경성 에폭시 밀봉제를 사용하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  15. 제1항에서,
    상기 기판에 플럭스 충전층을 형성하는 단계는 플럭스 충전층 주위에 밀봉층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 밀봉층은 플럭스 충전층과 동일한 재료이거나, 흐름성 없는 언더필 재료 또는 탄성 재료인 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 탄성 재료는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  18. 플립칩 패키지를 제조하는 방법으로서,
    i) 복수의 전극 패드가 형성된 활성면을 갖는 반도체 IC 칩을 준비하는 단계,
    ii) 상기 복수의 전극 패드에 복수의 금속 범프를 형성하는 단계,
    iii) 열 인터페이스 재료(TIM)를 사용하여 상기 반도체 IC 칩의 상기 활성면 반대쪽에 있는 밑면에 열 방출판을 부착하는 단계,
    iv) 상기 반도체 IC 칩을 활성면이 상기 기판을 향하도록 실장하는데, 상기 복수의 금속 범프가 상기 복수의 랜드 패드에 닿도록 실장하는 단계,
    v) 상기 금속 범프를 솔더링하여 랜드 패드와 금속 범프에 의한 전기 접속부를 형성하는 단계,
    vi) 기판과 반도체 칩 사이 및 기판과 열 방출판 사이에 성형체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 전기 접속부 형성 단계 이전에 기판 또는 금속 범프에 플럭스를 도포하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  20. 제18항에서,
    상기 성형체는 성형 가능한 언더필 및 몰딩 기술에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  21. 제18항에서,
    상기 성형체는 흐름성 있는 언더필 및 디스펜싱 기술에 의해 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
  22. 제18항에서,
    상기 열 방출판을 굴곡부를 포함하여 상기 성형체와 결합 강도가 향상되는 것을 특징으로 하는 플립칩 패키지 제조 방법.
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