WO2025143987A1 - Multi-layer wiring board - Google Patents
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Definitions
- a multilayer wiring board such as a printed circuit board is used to connect semiconductor chips such as an AP (Application Processor) chip and a memory element included in a smart phone to a circuit.
- the multilayer wiring board may include a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers that are repeatedly laminated inside.
- the AP chip or semiconductor chip can be mounted on the multilayer wiring board through soldering, wire connection, etc. using the outermost insulating layer and wiring layer.
- First terminal electrodes and second terminal electrodes spaced apart from each other and included in the above wiring layers;
- a multilayer wiring board wherein the coil via is included in one layer of the interlayer connection conductors among the interlayer connection conductors.
- a multilayer wiring board comprising: first terminal electrodes and lower connection electrodes included in one wiring layer among the above wiring layers; second terminal electrodes and upper connection electrodes included in another wiring layer among the above wiring layers; and coil vias connected in a zigzag manner by the lower connection electrodes and the upper connection electrodes.
- a multilayer wiring board further comprising a through glass via penetrating the glass substrate in the above 1.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one implementation example of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
- FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating implementation examples of passive components included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
- FIGS. 6A and 6B are schematic perspective and cross-sectional views, respectively, illustrating one implementation example of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
- Embodiments of the present invention provide a multilayer wiring board including a glass substrate and a wiring laminate.
- first”, “second”, “third”, “fourth”, “one end”, “the other end”, “top surface”, “bottom surface”, etc. used in this application do not limit absolute positions or orders, and are used in a relative sense to distinguish different components or parts.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
- a multilayer wiring board (100) may include a glass substrate (105) and a wiring laminate (107) laminated on the glass substrate (105).
- the glass substrate (105) may be manufactured from a glass product or bare glass that substantially does not contain organic materials.
- the term "glass substrate” used in the present application may be used to mean excluding a structure in which glass particles or glass fibers are impregnated into an organic layer.
- the glass substrate may include tempered glass.
- the glass substrate (105) may not include any vacancy or etched space (e.g., a recess, groove, cavity, etc.) other than a through via hole for forming a through glass via as described below.
- any vacancy or etched space e.g., a recess, groove, cavity, etc.
- the dielectric constant of the glass substrate (105) can be from 1 to 10, for example, from 1 to 7, from 1 to 5, or from 1 to 3 at 1 MHz.
- the loss tangent (dielectric loss) of the glass substrate (105) can be from 0.00005 to 0.001, for example, from 0.0005 to 0.001.
- the coefficient of thermal expansion of the glass substrate (105) can be from 1*10 -6 /K to 10 -5 /K, for example, from 1*10 -6 /K to 5*10 -6 /K.
- the thickness of the glass substrate (105) may be 25 ⁇ m to 1,000 ⁇ m, 50 ⁇ m to 1,000 ⁇ m, 100 ⁇ m to 1,000 ⁇ m, or 500 ⁇ m to 1,000 ⁇ m.
- the thickness of the glass substrate (105) may be appropriately adjusted within the above range in consideration of the thickness and number of laminates of the wiring laminate (107).
- a through via hole penetrating the upper and lower surfaces of the glass substrate (105) can be formed through laser drilling, etc.
- the through via hole can be filled with a metal material through a plating process (e.g., copper plating) to form a through glass via (110).
- a plating process e.g., copper plating
- the wiring layers (130) may include a first wiring layer (130a), a second wiring layer (130b), a third wiring layer (130c), a fourth wiring layer (130d), and a fifth wiring layer (130e).
- the insulating layers (120) may include a first insulating layer (120a), a second insulating layer (120b), a third insulating layer (120c), and a fourth insulating layer (120d).
- the number of wiring layers (130) and insulating layers (120) illustrated in FIG. 1 is only an example provided for convenience of explanation, and the number of layers and circuit design of the wiring laminate (107) are not limited as illustrated in FIG. 1.
- the wiring layers (130) can be formed by forming a conductive layer on the upper surface of the glass substrate (105) or on one of the insulating layers (120), and then patterning the conductive layer through an etching process.
- the conductive layer can be formed through a deposition process such as a plating process or a sputtering process.
- the wiring layers (130) may be formed through a SAP process (Semi-Additive Process), an M-SAP process (Modified Semi-Additive Process), or a tenting process.
- SAP process Semi-Additive Process
- M-SAP process Modified Semi-Additive Process
- tenting process a tenting process.
- the insulating layers (120) may each be formed to cover the wiring layer (130).
- the insulating layers (120) may be formed using a photosensitive resin such as an acrylic resin and/or a thermosetting resin such as an epoxy resin.
- the wiring laminate (107) may further include interlayer connection conductors (140) that connect the wiring layers (130) to each other.
- the interlayer connection conductors (140) are disposed between the wiring layers (130) of different levels and refer to conductors formed within the insulating layer (120).
- the interlayer interconnect conductor (140) may include a wiring-TGV via (140a) that interconnects the through-glass via (110) and the wiring layer (130) (e.g., the second wiring layer (130b)).
- the wiring-TGV via (140a) may be in direct contact with the through-glass via (110) and the second wiring layer (130b).
- the wiring laminate (107) and the glass substrate (105) may not include a chip receiving space, such as a cavity, a recess, or a through hole, for inserting/embedding an electric element in the form of a chip (e.g., a passive element and an active element such as an IC chip), inside. Accordingly, mechanical defects, such as a decrease in substrate rigidity or warping due to the chip receiving space, can be prevented.
- a chip receiving space such as a cavity, a recess, or a through hole
- the common interconnect structure (CI) may be provided substantially as a single pillar.
- a virtual centerline that vertically penetrates the first through-glass via (110a) may penetrate the entire common interconnect structure (CI).
- the wiring laminate (107) may be provided as an upper wiring/insulating structure of the wiring board (100).
- the uppermost wiring layer (e.g., the fifth wiring layer (130e)) included in the wiring laminate (107) may include a pad for mounting an electronic component.
- an active component such as a semiconductor die, an AP chip, an IC chip, etc. may be mounted on the pad by a soldering or wire bonding method.
- the TGV connection via (197) and the bottom wiring via (195) may be connected to the motherboard via conductive balls or soldering.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example implementation of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
- FIG. 2 shows an example implementation of a second passive component (PE2) provided as a register.
- PE2 second passive component
- a line pattern (132a) included in the wiring layers (130) may be placed on a lower insulating layer (e.g., a third insulating layer (120c)).
- An upper insulating layer e.g., a fourth insulating layer (120d)
- Resistance may be adjusted according to the length of the line pattern (132a), so that a passive element performing a register function may be provided.
- connection electrode (141) may be formed at each end of the line pattern (132a).
- the connection electrode (141) may penetrate the upper insulating layer and contact or be connected to the line pattern (132a).
- the terminal electrode (132b) may be formed on the upper insulating layer and contact or be connected to the connection electrode (141).
- the line pattern (132a) is included as a configuration of one of the wiring layers (130) and can be formed at the same level with substantially the same material and the same process as the wiring layer (130).
- the terminal electrode (132b) is also included as a configuration of one of the wiring layers (130) (for example, the uppermost wiring layer (for example, the fifth wiring layer (130e))) and can be formed at the same level with substantially the same material and the same process as the wiring layer (130).
- the connecting electrode (141) is included as a component of one layer of the interlayer connecting conductor (140) among the interlayer connecting conductors (140), and can be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the interlayer connecting conductor (140).
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example implementation of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
- FIG. 3 shows an example implementation of a first passive component (PE1) provided as a capacitor.
- PE1 first passive component
- Internal electrodes may be distributed within the insulating layer (120). For example, first internal electrodes (142) and second internal electrodes (144) may be alternately repeated in the horizontal direction.
- One end of the first internal electrodes (142) can be in contact with or connected to the first terminal electrode (134).
- the other end of the second internal electrodes (144) (the ends opposite to the one end of the first internal electrodes (152)) can be in contact with or connected to the second terminal electrode (136).
- the first internal electrodes (142) and the second internal electrodes (144) are included as a configuration of one layer of the interlayer connection conductor (140) among the interlayer connection conductors (140), and can be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the interlayer connection conductor (140).
- FIG. 5 is a schematic plan view showing an example implementation of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
- FIG. 5 shows an example implementation of a third passive component (PE3) provided as an inductor.
- PE3 third passive component
- a first coil part (138) is placed on a lower insulating layer (not shown) (for example, a second insulating layer (120b)), and an upper insulating layer (not shown) (for example, a third insulating layer (120c)) may be in contact with the first coil part (138) and cover the first coil part (138).
- a second coil part (139) may be placed on the upper insulating layer.
- the first coil portion (138) and the second coil portion (139) can be connected to each other by a coil via (not shown) penetrating the upper insulating layer. Accordingly, a coil-shaped inductor having a plurality of turns can be implemented.
- the first coil portion (138) and the second coil portion (139) are each included as a configuration of one of the wiring layers (130), and can be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the wiring layer (130).
- the above coil via is included as a component of one layer of the interlayer connection conductor (140) among the interlayer connection conductors (140), and can be formed at the same level with substantially the same material and the same process as the interlayer connection conductor (140).
- Terminal electrodes may be contacted or connected to the ends of the first coil portion (138) and the second coil portion (139), respectively.
- the terminal electrodes are included as a component of one layer of the interlayer connection conductors (140) among the interlayer connection conductors (140), and may be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the interlayer connection conductor (140).
- FIGS. 6A and 6B are schematic perspective and cross-sectional views, respectively, illustrating one implementation example of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
- FIG. 6B is a cross-sectional view taken vertically or in the thickness direction along line I-I' of FIG. 6A.
- one of the wiring layers (130) may include a first terminal electrode (135) (or a first external electrode) and lower connection electrodes (135a).
- An upper wiring layer (130) with an insulating layer (120) interposed therebetween may include a second terminal electrode (137) (or a second external electrode) and upper connection electrodes (137a).
- Coil vias (145) may be distributed within the insulating layer (120).
- the coil vias (145) are included as a component of one layer of the interlayer connection conductors (140) among the interlayer connection conductors (140), and may be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the interlayer connection conductor (140).
- the first terminal electrode (135) and the second terminal electrode (137) may be connected through coil vias (145) and connection electrodes (135a, 137a) to form a coil-shaped inductor.
- the coil vias (145) adjacent in the width direction may be connected to each other by the upper connection electrode (137a), and the coil vias (145) adjacent in the diagonal direction with respect to the width direction may be connected to each other by the lower connection electrode (135a). Accordingly, a conductor may be repeated in a zigzag pattern across the lower layer and the upper layer to form a coil.
- the multilayer wiring board (100) described above can be applied as a circuit board for highly integrated electronic devices such as smart phones, PCs, semiconductor packages, etc.
- a glass substrate (105) and a passive component embedded wiring laminate can be combined to provide a low-loss, high-Q, high-speed, thin circuit board.
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Abstract
Description
본 발명은 다층 배선 기판에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복층의 절연층들 및 배선층들을 포함하는 다층 배선 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer wiring board. More specifically, it relates to a multilayer wiring board including multiple insulating layers and wiring layers.
예를 들면, 스마트 폰에 포함되는 AP(Application Processor) 칩, 메모리 소자와 같은 반도체 칩 등을 회로에 연결시키기 위해 인쇄 회로 기판과 같은 다층 배선 기판이 사용된다. 상기 다층 배선 기판은 내부에 반복 적층된 복수의 절연층들 및 복수의 배선층들을 포함할 수 있다. 최외곽 절연층 및 배선층을 이용한 솔더링, 와이어 연결 등을 통해 상기 다층 배선 기판 상에 상기 AP 칩 또는 반도체 칩을 실장시킬 수 있다.For example, a multilayer wiring board such as a printed circuit board is used to connect semiconductor chips such as an AP (Application Processor) chip and a memory element included in a smart phone to a circuit. The multilayer wiring board may include a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers that are repeatedly laminated inside. The AP chip or semiconductor chip can be mounted on the multilayer wiring board through soldering, wire connection, etc. using the outermost insulating layer and wiring layer.
최근, 전자 소자가 고집적화됨에 따라 다층 배선 기판에도 보다 많은 층수의 배선층들이 포함될 수 있다. 이 경우, 절연층 및 배선층의 열 팽창 계수 차이에 따라 기판의 휨(warpage)이 발생할 수 있다. 또한, AP 칩 또는 반도체 칩으로의 신호 전달시 발생되는 열에 의해 상기 기판의 휨이 심화될 수도 있다.Recently, as electronic components become more highly integrated, multilayer wiring boards may include a greater number of wiring layers. In this case, warpage of the board may occur due to differences in thermal expansion coefficients between the insulating layer and the wiring layer. In addition, warpage of the board may be aggravated by heat generated during signal transmission to the AP chip or semiconductor chip.
또한, 커패시터, 인덕터, 레지스터 등과 같은 수동 소자(passive element)가 기판 내에 포함되는 경우, 상기 수동 소자 및 다층 배선 기판의 열 팽창 계수 차이에 의해, 기판 휨, 기판 크랙 등이 보다 쉽게 발생할 수 있다.In addition, when passive elements such as capacitors, inductors, and resistors are included in the substrate, substrate warpage, substrate cracks, etc. may occur more easily due to differences in thermal expansion coefficients between the passive elements and the multilayer wiring substrate.
본 발명의 일 과제는 향상된 기계적 안정성 및 전기적 효율성을 갖는 다층 배선 기판을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a multilayer wiring board having improved mechanical stability and electrical efficiency.
1. 글래스 기판; 및 상기 글래스 기판의 상면 상에 적층되고, 반복 적층된 배선층들, 절연층들 및 층간 연결 도전체들을 포함하는 배선 적층체를 포함하고, 상기 배선 적층체는 상기 배선층들, 상기 층간 연결 도전체들 또는 상기 절연층들에 의해 형성된 수동 소자를 내장한, 다층 배선 기판.1. A multilayer wiring board comprising: a glass substrate; and a wiring laminate including wiring layers, insulating layers, and interlayer connection conductors laminated on an upper surface of the glass substrate and repeatedly laminated, wherein the wiring laminate embodies a passive component formed by the wiring layers, the interlayer connection conductors, or the insulating layers.
2. 위 1에 있어서, 상기 수동 소자는 레지스터, 커패시터 및 인덕터 중 적어도 하나를 포함하는, 다층 배선 기판.2. A multilayer wiring board according to the above 1, wherein the passive component includes at least one of a resistor, a capacitor, and an inductor.
3. 위 2에 있어서, 상기 레지스터는 상기 배선층들 중 일 배선층에 포함된 라인 패턴을 포함하는, 다층 배선 기판.3. A multilayer wiring board, wherein in the above 2, the register includes a line pattern included in one of the wiring layers.
4. 위 2에 있어서, 상기 커패시터는 상기 배선층들 중 서로 다른 레벨의 배선층들에 각각 포함된 제1 전극 및 제2 전극, 및 상기 절연층들 중 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 절연층을 포함하는, 다층 배선 기판.4. In the above 2, the capacitor is a multilayer wiring board including first electrodes and second electrodes respectively included in different levels of wiring layers among the wiring layers, and an insulating layer disposed between the first electrode and the second electrode among the insulating layers.
5. 위 2에 있어서, 상기 커패시터는,5. In the above 2, the capacitor,
상기 배선층들에 포함되어 서로 이격된 제1 단자 전극 및 제2 단자 전극;First terminal electrodes and second terminal electrodes spaced apart from each other and included in the above wiring layers;
상기 층간 연결 도전체들 중 일 층의 층간 연결 도전체에 포함된 제1 내부 전극들 및 제2 내부 전극들을 포함하고,Including first internal electrodes and second internal electrodes included in one layer of the interlayer connection conductors among the above interlayer connection conductors,
상기 제1 내부 전극들의 일단부들은 상기 제1 단자 전극에 연결되고, 상기 제2 내부 전극들의 타단부들은 상기 제2 단자 전극에 연결된, 다층 배선 기판.A multilayer wiring board, wherein one end of the first internal electrodes is connected to the first terminal electrode, and the other end of the second internal electrodes is connected to the second terminal electrode.
6. 위 5에 있어서, 상기 제1 내부 전극들 및 상기 제2 내부 전극들은 상기 절연층들 중 일 절연층 내에서 서로 교대로 반복되는, 다층 배선 기판.6. A multilayer wiring board, wherein in the above 5, the first internal electrodes and the second internal electrodes are alternately repeated within one of the insulating layers.
7. 위 2에 있어서, 상기 인덕터는 상기 배선층들 중 서로 다른 배선층들에 각각 포함된 제1 코일부 및 제2 코일부, 및 상기 제1 코일부 및 상기 제2 코일부를 연결시키는 코일 비아를 포함하는, 다층 배선 기판.7. A multilayer wiring board according to claim 2 above, wherein the inductor includes a first coil part and a second coil part respectively included in different wiring layers among the wiring layers, and a coil via connecting the first coil part and the second coil part.
8. 7에 있어서, 상기 코일 비아는 상기 층간 연결 도전체들 중 일 층의 층간 연결 도전체에 포함된, 다층 배선 기판.8. A multilayer wiring board, wherein the coil via is included in one layer of the interlayer connection conductors among the interlayer connection conductors.
9. 위 2에 있어서, 상기 인덕터는 9. In the above 2, the inductor
상기 배선층들 중 일 배선층에 포함된 제1 단자 전극 및 하부 연결 전극들; 상기 배선층들 중 다른 배선층에 포함된 제2 단자 전극 및 상부 연결 전극들; 상기 하부 연결 전극들 및 상기 상부 연결 전극들에 의해 지그재그로 연결된 코일 비아들을 포함하는, 다층 배선 기판.A multilayer wiring board comprising: first terminal electrodes and lower connection electrodes included in one wiring layer among the above wiring layers; second terminal electrodes and upper connection electrodes included in another wiring layer among the above wiring layers; and coil vias connected in a zigzag manner by the lower connection electrodes and the upper connection electrodes.
10. 위 9에 있어서, 상기 코일 비아들은 상기 일 배선층 및 상기 다른 배선층 사이의 절연층 내에 배치된 층간 연결 도전체에 포함된, 다층 배선 기판.10. A multilayer wiring board according to claim 9, wherein the coil vias are included in interlayer connection conductors arranged within an insulating layer between the one wiring layer and the other wiring layer.
11. 위 1에 있어서, 상기 글래스 기판을 관통하는 관통 글래스 비아를 더 포함하는, 다층 배선 기판.11. A multilayer wiring board further comprising a through glass via penetrating the glass substrate in the above 1.
12. 위 11에 있어서, 상기 층간 연결 도전체는 상기 관통 글래스 비아의 상면과 접촉하는 배선-TGV 비아 및 상기 배선층들을 서로 연결하는 층간 비아를 포함하는, 다층 배선 기판.12. A multilayer wiring board according to the above 11, wherein the interlayer connecting conductor includes a wiring-TGV via in contact with the upper surface of the through-glass via and an interlayer via connecting the wiring layers to each other.
13. 위 12에 있어서, 상기 관통 글래스 비아의 연장 방향을 따라 연장하며 상기 글래스 기판의 하면으로부터 상기 배선 적층체의 상면으로 연장하는 공통 인터커넥트 구조를 더 포함하는, 다층 배선 기판.13. A multilayer wiring board according to claim 12 above, further comprising a common interconnect structure extending along the extension direction of the through glass via and extending from the lower surface of the glass substrate to the upper surface of the wiring laminate.
14. 위 13에 있어서, 상기 공통 인터커넥트 구조는 상기 관통 글래스 비아, 상기 배선-TGV 비아, 및 상기 배선-TGV 비아로부터 교대로 적층된 배선층들 및 상기 층간 비아를 포함하는, 다층 배선 기판.14. In the above 13, the common interconnect structure is a multilayer wiring board including the through-glass via, the wiring-TGV via, and wiring layers alternately laminated from the wiring-TGV via and the interlayer via.
15. 위 11에 있어서, 상기 관통 글래스 비아는 상기 수동 소자에 전기적으로 연결된, 다층 배선 기판.15. In the above 11, the through glass via is electrically connected to the passive component, a multilayer wiring board.
본 발명의 실시예들에 따르면, 글래스 기판 상에 배선 적층체를 적층할 수 있다. 상기 글래스 기판이 상기 배선 적층체의 지지 기판으로 제공되며, 다층 배선 기판의 전체적인 휨(warpage)을 억제할 수 있다.According to embodiments of the present invention, a wiring laminate can be laminated on a glass substrate. The glass substrate serves as a support substrate for the wiring laminate, and overall warpage of the multilayer wiring board can be suppressed.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 글래스 기판을 관통하는 관통 글래스 비아를 형성하여 상기 배선 적층체에 포함된 배선층들과 상기 관통 글래스 비아를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 따라서, 상기 글래스 기판의 하면으로부터 상기 배선 적층체 상부로의 전기적 신호 손실을 감소시키며 high-Q 특성을 구현할 수 있다.According to exemplary embodiments, a through-glass via penetrating the glass substrate can be formed to electrically connect wiring layers included in the wiring laminate to the through-glass via. Accordingly, electrical signal loss from the lower surface of the glass substrate to the upper surface of the wiring laminate can be reduced, and high-Q characteristics can be implemented.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 배선 적층체는 내부에 매립된 수동 소자를 포함할 수 있다. 따라서, 기판 외면에 수동 소자 실장을 위한 고온 SMT 공정을 생략할 수 있어, 기판의 열 손상, 휨을 추가적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 배선 적층체에 포함된 배선층을 활용하여 상기 수동 소자를 설계할 수 있다. 그러므로, 수동 소자의 제조 비용을 감소시키면서 고집적 회로 구조를 용이하게 설계할 수 있다.According to exemplary embodiments, the wiring laminate may include a passive component embedded therein. Accordingly, a high temperature SMT process for mounting the passive component on the outer surface of the substrate may be omitted, thereby further preventing thermal damage and warpage of the substrate. In addition, the passive component may be designed by utilizing the wiring layer included in the wiring laminate. Therefore, a highly integrated circuit structure may be easily designed while reducing the manufacturing cost of the passive component.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 일 구현예를 나타내는 개략적인 단면도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating one implementation example of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 일 구현예를 나타내는 개략적인 단면도이다.FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one implementation example of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 구현예들을 나타내는 개략적인 사시도이다.FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating implementation examples of passive components included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 일 구현예를 나타내는 개략적인 평면도이다.FIG. 5 is a schematic plan view showing one implementation example of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
도 6a 및 도 6b는 각각 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 일 구현예를 나타내는 개략적인 사시도 및 단면도이다.FIGS. 6A and 6B are schematic perspective and cross-sectional views, respectively, illustrating one implementation example of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
본 발명의 실시예들은 글래스 기판 및 배선 적층체를 포함하는 다층 배선 기판을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a multilayer wiring board including a glass substrate and a wiring laminate.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the contents of the invention described above, serve to further understand the technical idea of the present invention, so the present invention should not be interpreted as being limited to matters described in such drawings.
본 출원에 사용된 용어 "제1", "제2", "제3", "제4", "일단", "타단", "상면", "저면" 등은 절대적인 위치 혹은 순서를 한정하는 것이 아니며, 서로 다른 구성 또는 부분을 구분하기 위한 상대적인 의미로 사용된다.The terms “first”, “second”, “third”, “fourth”, “one end”, “the other end”, “top surface”, “bottom surface”, etc. used in this application do not limit absolute positions or orders, and are used in a relative sense to distinguish different components or parts.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a multilayer wiring board according to exemplary embodiments.
도 1을 참조하면, 다층 배선 기판(100)은 글래스 기판(105) 및 글래스 기판(105) 상에 적층된 배선 적층체(107)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a multilayer wiring board (100) may include a glass substrate (105) and a wiring laminate (107) laminated on the glass substrate (105).
글래스 기판(105)은 실질적으로 유기 물질은 포함하지 않는 글래스 제품 또는 베어 글래스로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 본 출원에 사용된 용어 "글래스 기판"은 유기층에 글래스 입자 또는 글래스 섬유가 함침된 구조는 배제시키는 의미로 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 글래스 기판은 강화 유리를 포함할 수 있다.The glass substrate (105) may be manufactured from a glass product or bare glass that substantially does not contain organic materials. For example, the term "glass substrate" used in the present application may be used to mean excluding a structure in which glass particles or glass fibers are impregnated into an organic layer. In one embodiment, the glass substrate may include tempered glass.
일부 실시예들에 있어서, 글래스 기판(105)은 후술하는 관통 글래스 비아 형성을 위한 관통 비아 홀 외에는 다른 베이컨시(vacancy) 혹은 식각된 공간(예를 들면, 리세스, 홈, 캐비티 등)은 포함하지 않을 수 있다.In some embodiments, the glass substrate (105) may not include any vacancy or etched space (e.g., a recess, groove, cavity, etc.) other than a through via hole for forming a through glass via as described below.
글래스 기판(105)의 유전율은 1 MHz에서 1 내지 10, 예를 들면 1 내지 7, 1 내지 5, 또는 1 내지 3일 수 있다. 글래스 기판(105)의 손실 탄젠트(유전 손실)는 0.00005 내지 0.001일 수 있으며, 예를 들면 0.0005 내지 0.001일 수 있다. 글래스 기판(105)의 열 팽창 계수는 1*10-6 /K 내지 10-5/K, 예를 들면, 1*10-6 /K 내지 5*10-6/K 일 수 있다. The dielectric constant of the glass substrate (105) can be from 1 to 10, for example, from 1 to 7, from 1 to 5, or from 1 to 3 at 1 MHz. The loss tangent (dielectric loss) of the glass substrate (105) can be from 0.00005 to 0.001, for example, from 0.0005 to 0.001. The coefficient of thermal expansion of the glass substrate (105) can be from 1*10 -6 /K to 10 -5 /K, for example, from 1*10 -6 /K to 5*10 -6 /K.
글래스 기판(105)의 두께는 25㎛ 내지 1,000㎛, 50㎛ 내지 1,000㎛, 100㎛ 내지 1,000㎛, 또는 500㎛ 내지 1,000㎛일 수 있다. 글래스 기판(105)의 두께는 배선 적층체(107)의 두께 및 적층 수를 고려하여 상기 범위에서 적절히 조절될 수 있다.The thickness of the glass substrate (105) may be 25 ㎛ to 1,000 ㎛, 50 ㎛ to 1,000 ㎛, 100 ㎛ to 1,000 ㎛, or 500 ㎛ to 1,000 ㎛. The thickness of the glass substrate (105) may be appropriately adjusted within the above range in consideration of the thickness and number of laminates of the wiring laminate (107).
글래스 기판(105)은 낮은 유전 손실 값을 가지며, 후술하는 다층 배선 기판에 지지 기판으로 적용되어 배선 기판의 저손실, high Q 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 글래스 기판(105)은 낮은 열 팽창 계수를 가지며 배선 기판의 고온 동작, 빌드 업 공정에서 발생하는 휨(warpage)을 효과적으로 억제할 수 있다.The glass substrate (105) has a low dielectric loss value and can be applied as a support substrate to a multilayer wiring board described later to improve the low loss and high Q characteristics of the wiring board. In addition, the glass substrate (105) has a low coefficient of thermal expansion and can effectively suppress warpage occurring during high-temperature operation of the wiring board and the build-up process.
글래스 기판(105) 내부에는 관통 글래스 비아(Through Glass Via: TGV)(110)가 형성될 수 있다. 관통 글래스 비아(110)는 글래스 기판(105)의 상면 및 하면에 걸쳐 하나의 일체 구조로서 연장할 수 있다. 관통 글래스 비아(110)의 상면 및 하면은 각각 글래스 기판(105)의 상면 및 하면으로 노출될 수 있다.A through glass via (TGV) (110) may be formed inside the glass substrate (105). The through glass via (110) may extend as a single integral structure across the upper and lower surfaces of the glass substrate (105). The upper and lower surfaces of the through glass via (110) may be exposed to the upper and lower surfaces of the glass substrate (105), respectively.
예를 들면, 레이저 드릴링 등을 통해 글래스 기판(105)의 상기 상면 및 하면을 관통하는 관통 비아 홀을 형성할 수 있다. 상기 관통 비아 홀을 도금 공정(예를 들면, 구리 도금)을 통해 금속 물질로 충진하여 관통 글래스 비아(110)를 형성할 수 있다.For example, a through via hole penetrating the upper and lower surfaces of the glass substrate (105) can be formed through laser drilling, etc. The through via hole can be filled with a metal material through a plating process (e.g., copper plating) to form a through glass via (110).
배선 적층체(107)는 배선층들을 포함하는 유기 기판일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 배선 적층체(107)는 글래스 기판(105)의 상기 상면으로부터 반복적으로 적층된 절연층들(120) 및 배선층들(130)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 배선층들(130) 및 절연층들(120)은 교대로, 반복적으로 적층되는 빌드업 배선층들 및 빌드업 절연층들일 수 있다.The wiring laminate (107) may be an organic substrate including wiring layers. According to exemplary embodiments, the wiring laminate (107) may include insulating layers (120) and wiring layers (130) that are repeatedly laminated from the upper surface of the glass substrate (105). According to exemplary embodiments, the wiring layers (130) and the insulating layers (120) may be build-up wiring layers and build-up insulating layers that are alternately and repeatedly laminated.
예를 들면, 배선층들(130)은 제1 배선층(130a), 제2 배선층(130b), 제3 배선층(130c), 제4 배선층(130d) 및 제5 배선층(130e)을 포함할 수 있다. 절연층들(120)은 제1 절연층(120a), 제2 절연층(120b), 제3 절연층(120c) 및 제4 절연층(120d)을 포함할 수 있다.For example, the wiring layers (130) may include a first wiring layer (130a), a second wiring layer (130b), a third wiring layer (130c), a fourth wiring layer (130d), and a fifth wiring layer (130e). The insulating layers (120) may include a first insulating layer (120a), a second insulating layer (120b), a third insulating layer (120c), and a fourth insulating layer (120d).
예시적인 실시예들에 따르면, 글래스 기판(105)의 상기 상면 상에, 제1 배선층(130a), 제1 절연층(120a), 제2 배선층(130b), 제2 절연층(120b), 제3 배선층(130c), 제3 절연층(120c)...의 순서로 배선층들(130) 및 절연층들(120)이 교대로 반복적으로 적층될 수 있다.According to exemplary embodiments, on the upper surface of the glass substrate (105), wiring layers (130) and insulating layers (120) may be alternately and repeatedly laminated in the following order: a first wiring layer (130a), a first insulating layer (120a), a second wiring layer (130b), a second insulating layer (120b), a third wiring layer (130c), a third insulating layer (120c), etc.
다만, 도 1에 도시된 배선층들(130) 및 절연층들(120)의 개수는 설명의 편의를 위해 제공되는 예일뿐이며, 배선 적층체(107)의 층 수 및 회로 설계가 도 1에 도시된 바와 같이 제한되는 것은 아니다.However, the number of wiring layers (130) and insulating layers (120) illustrated in FIG. 1 is only an example provided for convenience of explanation, and the number of layers and circuit design of the wiring laminate (107) are not limited as illustrated in FIG. 1.
배선층들(130)은 글래스 기판(105)의 상기 상면 또는 어느 하나의 절연층(120) 상에 도전층을 형성한 후, 식각 공정을 통해 상기 도전층을 패터닝하여 형성될 수 있다. 상기 도전층은 도금 공정, 또는 스퍼터링(sputtering) 공정과 같은 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.The wiring layers (130) can be formed by forming a conductive layer on the upper surface of the glass substrate (105) or on one of the insulating layers (120), and then patterning the conductive layer through an etching process. The conductive layer can be formed through a deposition process such as a plating process or a sputtering process.
일부 실시예들에 있어서, 배선층들(130)은 SAP공정(Semi-Additive Process), M-SAP공정(Modified Semi-Additive Process) 또는 텐팅(tenting)공정 등을 통해 형성될 수도 있다. In some embodiments, the wiring layers (130) may be formed through a SAP process (Semi-Additive Process), an M-SAP process (Modified Semi-Additive Process), or a tenting process.
배선층들(130)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 및/또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있으며, 예를 들면 구리(Cu)를 포함할 수 있다.The wiring layers (130) may include copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), tin (Sn), gold (Au), nickel (Ni), lead (Pb), titanium (Ti), and/or alloys thereof, and may include, for example, copper (Cu).
절연층들(120)은 각각 배선층(130)을 덮도록 형성될 수 있다. 절연층(120)은 아크릴계 수지와 같은 감광성 수지 및/또는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지를 사용하여 형성될 수 있다.The insulating layers (120) may each be formed to cover the wiring layer (130). The insulating layers (120) may be formed using a photosensitive resin such as an acrylic resin and/or a thermosetting resin such as an epoxy resin.
배선 적층체(107)는 배선층들(130)을 서로 연결시키는 층간 연결 도전체들(140)을 더 포함할 수 있다. 층간 연결 도전체(140)는 서로 다른 레벨의 배선층들(130) 사이에 배치되며 절연층(120) 내에 형성된 도전체를 지칭한다.The wiring laminate (107) may further include interlayer connection conductors (140) that connect the wiring layers (130) to each other. The interlayer connection conductors (140) are disposed between the wiring layers (130) of different levels and refer to conductors formed within the insulating layer (120).
일부 실시예들에 있어서, 층간 연결 도전체(140)는 서로 다른 레벨들에 배치된 배선층들(130)을 연결시키는 층간 비아(via)를 포함할 수 있다.In some embodiments, the interlayer interconnect conductor (140) may include interlayer vias that connect wiring layers (130) arranged at different levels.
일부 실시예들에 있어서. 층간 연결 도전체(140)는 관통 글래스 비아(110) 및 배선층(130)(예를 들면, 제2 배선층(130b))을 서로 연결시키는 배선-TGV 비아(140a)를 포함할 수 있다. 배선-TGV 비아(140a)는 관통 글래스 비아(110) 및 제2 배선층(130b)과 직접 접촉할 수 있다.In some embodiments, the interlayer interconnect conductor (140) may include a wiring-TGV via (140a) that interconnects the through-glass via (110) and the wiring layer (130) (e.g., the second wiring layer (130b)). The wiring-TGV via (140a) may be in direct contact with the through-glass via (110) and the second wiring layer (130b).
일부 실시예들에 있어서, 층간 연결 도전체(140)는 상/하층의 배선층들(130)을 서로 연결시키는 층간 비아(140b)를 포함할 수 있다.In some embodiments, the interlayer interconnect conductor (140) may include an interlayer via (140b) that interconnects the upper and lower wiring layers (130).
본 발명의 실시예들에 따르면, 배선 적층체(107) 내부에는 수동 소자(passive element)가 포함될 수 있다. 예를 들면, 배선 적층체(107)는 상기 수동 소자가 내장된 집적 수동 소자(Integrated Passive Device; IPD) 기판으로 제공될 수 있다.According to embodiments of the present invention, a passive element may be included inside the wiring laminate (107). For example, the wiring laminate (107) may be provided as an integrated passive device (IPD) substrate having the passive element built into it.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 수동 소자는 별도의 칩으로 배선 적층체(107)에 삽입되지 않고, 배선층들(130) 및 절연층들(120)의 배치에 의해 형성되는 내재(inherent) 소자로서 구현될 수 있다.According to exemplary embodiments, the passive component may be implemented as an inherent component formed by the arrangement of wiring layers (130) and insulating layers (120) rather than being inserted into the wiring laminate (107) as a separate chip.
상기 수동 소자는 인덕터, 커패시터, 레지스터 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 수동 소자는 제1 수동 소자(PE1), 제2 수동 소자(PE2) 및 제3 수동 소자(PE3)를 포함할 수 있다.The above passive components may include inductors, capacitors, resistors, and the like. In some embodiments, the passive components may include a first passive component (PE1), a second passive component (PE2), and a third passive component (PE3).
제1 수동 소자(PE1), 제2 수동 소자(PE2) 및 제3 수동 소자(PE3)는 각각 서로 다른 타입의 수동 소자일 수 있다. 예를 들면, 제1 수동 소자(PE1)는 제2 배선층(130b)에 포함된 도체 패턴 및 제3 배선층(130c)에 포함된 도체 패턴을 포함하며, 상기 도체 패턴들이 제2 절연층(120b)을 사이에 두고 서로 마주볼 수 있다. 이에 따라, 제1 수동 소자(PE1)는 커패시터로 제공될 수 있다.The first passive element (PE1), the second passive element (PE2), and the third passive element (PE3) may each be different types of passive elements. For example, the first passive element (PE1) may include a conductor pattern included in the second wiring layer (130b) and a conductor pattern included in the third wiring layer (130c), and the conductor patterns may face each other with the second insulating layer (120b) interposed therebetween. Accordingly, the first passive element (PE1) may be provided as a capacitor.
제2 수동 소자(PE2)는 예를 들면, 제4 배선층(120d)에 포함된 상대적으로 큰 길이를 갖는 라인 패턴을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제2 수동 소자(PE2)는 레지스터로 제공될 수 있다.The second passive element (PE2) may include, for example, a line pattern having a relatively large length included in the fourth wiring layer (120d). Accordingly, the second passive element (PE2) may be provided as a register.
제3 수동 소자(PE3)는 적어도 2개 층의 배선층들이 층간 연결 도전체(140)(예를 들면, 층간 비아)를 통해 연결된 코일을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제3 수동 소자(PE3)는 인덕터로 제공될 수 있다.The third passive element (PE3) may include a coil in which at least two layers of wiring layers are connected via interlayer connecting conductors (140) (e.g., interlayer vias). Accordingly, the third passive element (PE3) may be provided as an inductor.
상술한 바와 같이, 배선 적층체(107)에 포함된 배선층들(130), 절연층들(120) 및/또는 층간 연결 도전체(140)를 활용하여 배선 기판(100) 또는 배선 적층체(107)에 내장된 수동 소자가 설계될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 수동 소자는 배선층(130), 절연층(120) 및/또는 층간 연결 도전체(140) 외에 다른 구성/구조는 포함하지 않을 수 있다.As described above, a passive component embedded in a wiring substrate (100) or a wiring laminate (107) can be designed by utilizing the wiring layers (130), the insulating layers (120) and/or the interlayer connection conductors (140) included in the wiring laminate (107). According to exemplary embodiments, the passive component may not include any other configuration/structure other than the wiring layer (130), the insulating layer (120) and/or the interlayer connection conductors (140).
따라서, 배선 적층체(107)에 포함된 재질과 다른 재질을 갖는 별도의 분리된 칩 형태의 수동 소자가 포함되지 않으며, 상기 칩 형태의 수동 소자의 열 팽창 계수 같은 물성 차이에 의한 휨 증가를 방지할 수 있다.Accordingly, a separate, isolated chip-shaped passive element having a material different from that included in the wiring laminate (107) is not included, and an increase in warpage due to a difference in physical properties, such as a coefficient of thermal expansion, of the chip-shaped passive element can be prevented.
또한, 배선층들(130)의 라인 앤 스페이스를 조절하여 수동 소자의 집적도도 용이하게 조절할 수 있다. 따라서, 수동 소자의 고집적도를 효율적으로 구현하며, RF 기판이 효과적으로 제공될 수 있다. In addition, the integration level of passive components can be easily controlled by controlling the line and space of the wiring layers (130). Accordingly, high integration level of passive components can be efficiently implemented, and an RF substrate can be effectively provided.
상술한 바와 같이, 상기 수동 소자는 배선층(130)과 일체화되어 설계될 수 있다. 따라서, 별도의 칩을 내장하는 경우에 비해 신호 손실을 감소시키며 High Q 특성을 증진할 수 있다.As described above, the passive component can be designed to be integrated with the wiring layer (130). Accordingly, compared to a case where a separate chip is embedded, signal loss can be reduced and High Q characteristics can be enhanced.
예시적인 실시예들에 따르면, 배선 적층체(107) 및 글래스 기판(105)은 내부에 예를 들면 칩 형태의 전기 소자(예를 들면, 수동 소자 및 IC 칩과 같은 능동 소자)의 삽입/내장을 위한 캐비티, 리세스, 쓰루 홀와 같은 칩 수용 공간을 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 칩 수용 공간에 의한 기판 강성 저하, 휨 발생 등의 기계적 불량을 방지할 수 있다.According to exemplary embodiments, the wiring laminate (107) and the glass substrate (105) may not include a chip receiving space, such as a cavity, a recess, or a through hole, for inserting/embedding an electric element in the form of a chip (e.g., a passive element and an active element such as an IC chip), inside. Accordingly, mechanical defects, such as a decrease in substrate rigidity or warping due to the chip receiving space, can be prevented.
관통 글래스 비아들(110)은 연결되는 배선 적층체(107)에 포함된 도전 패턴에 따라 분류될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 관통 글래스 비아들(110)은 제1 관통 글래스 비아(110a), 제2 관통 글래스 비아(110b) 및 제3 관통 글래스 비아(110c)를 포함할 수 있다.Through-glass vias (110) can be classified according to the conductive pattern included in the wiring laminate (107) to which they are connected. In some embodiments, the through-glass vias (110) can include a first through-glass via (110a), a second through-glass via (110b), and a third through-glass via (110c).
제1 관통 글래스 비아(110a) 상으로 층간 연결 도전체들(140) 및 배선층들(130)이 교대로, 순차적으로 반복 적층되어 공통 인터커넥트 구조(CI)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 공통 인터커넥트 구조(CI)는 배선 기판(100)의 수직 방향 또는 두께 방향으로 글래스 기판(105) 및 배선 적층체(107)에 걸쳐 최단 거리의 전기 신호 경로를 제공할 수 있다.Interlayer connection conductors (140) and wiring layers (130) may be alternately and sequentially laminated on the first through-glass via (110a) to form a common interconnect structure (CI). For example, the common interconnect structure (CI) may provide a shortest distance electric signal path across the glass substrate (105) and the wiring laminate (107) in the vertical direction or thickness direction of the wiring substrate (100).
제1 관통 글래스 비아(110a)의 상면 상에는 상술한 배선-TGV 비아(140a)가 적층 또는 접촉할 수 있다. 배선-TGV 비아(140a) 상에는 배선층들(130) 및 층간 비아들(140b)이 교대로, 반복적으로 적층되어 공통 인터커넥트 구조(CI)를 형성할 수 있다. The above-described wiring-TGV via (140a) may be laminated or in contact with the upper surface of the first through-glass via (110a). Wiring layers (130) and interlayer vias (140b) may be alternately and repeatedly laminated on the wiring-TGV via (140a) to form a common interconnect structure (CI).
공통 인터커넥트 구조(CI)는 실질적으로 단일 기둥으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제1 관통 글래스 비아(110a)를 수직 방향으로 관통하는 가상의 중심선은 공통 인터커넥트 구조(CI)를 전체적으로 관통할 수 있다.The common interconnect structure (CI) may be provided substantially as a single pillar. For example, a virtual centerline that vertically penetrates the first through-glass via (110a) may penetrate the entire common interconnect structure (CI).
제2 관통 글래스 비아(110b)는 수동 소자와 연결될 수 있다. 예를 들면, 배선-TGV 비아(140a)를 통해 제1 수동 소자(PE1)와 연결될 수 있다.The second through-glass via (110b) can be connected to a passive component. For example, it can be connected to the first passive component (PE1) through a wiring-TGV via (140a).
제3 관통 글래스 비아(110c)는 배선층(130)과 연결될 수 있다. 예를 들면, 제3 관통 글래스 비아(110c)는 제1 배선층(130a)과 배선-TGV 비아(140a) 및 층간 비아(140b)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.The third through-glass via (110c) can be connected to the wiring layer (130). For example, the third through-glass via (110c) can be electrically connected to the first wiring layer (130a) through a wiring-TGV via (140a) and an interlayer via (140b).
글래스 기판(105)의 상기 하면으로는 하부 배선층(190) 및 하부 절연층(180)이 적층될 수 있다. 하부 배선층(190) 상에는 하부 배선 비아(195)가 연결 또는 접촉할 수 있다.A lower wiring layer (190) and a lower insulating layer (180) can be laminated on the lower surface of the glass substrate (105). A lower wiring via (195) can be connected or in contact with the lower wiring layer (190).
공통 인터커넥트 구조(CI)는 관통 글래스 비아(110)의 하면과 접촉하는 TGV 연결 비아(197)를 더 포함할 수 있다.The common interconnect structure (CI) may further include a TGV connecting via (197) that contacts the lower surface of the through glass via (110).
배선 적층체(107)는 배선 기판(100)의 상부 배선/절연 구조로 제공될 수 있다. 배선 적층체(107)에 포함된 최상부 배선층(예를 들면, 제5 배선층(130e))은 전자 소자 실장을 위한 패드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 반도체 다이, AP 칩, IC 칩 등과 같은 능동 소자가 솔더링 혹은 와이어 본딩 방식으로 상기 패드 상에 실장될 수 있다.The wiring laminate (107) may be provided as an upper wiring/insulating structure of the wiring board (100). The uppermost wiring layer (e.g., the fifth wiring layer (130e)) included in the wiring laminate (107) may include a pad for mounting an electronic component. For example, an active component such as a semiconductor die, an AP chip, an IC chip, etc. may be mounted on the pad by a soldering or wire bonding method.
일부 실시예들에 있어서, TGV 연결 비아(197) 및 하부 배선 비아(195)는 마더 보드에 도전 볼 또는 솔더링을 통해 연결될 수 있다.In some embodiments, the TGV connection via (197) and the bottom wiring via (195) may be connected to the motherboard via conductive balls or soldering.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 일 구현예를 나타내는 개략적인 단면도이다. 예를 들면, 도 2는 레지스터로서 제공되는 제2 수동 소자(PE2)의 구현예를 도시하고 있다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example implementation of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments. For example, FIG. 2 shows an example implementation of a second passive component (PE2) provided as a register.
도 2를 참조하면, 배선층들(130)에 포함되는 라인 패턴(132a)이 하층 절연층(예를 들면, 제3 절연층(120c)) 상에 배치될 수 있다. 상층 절연층(예를 들면, 제4 절연층(120d))은 라인 패턴(132a)과 직접 접촉하며 라인 패턴(132a)을 덮을 수 있다. 라인 패턴(132a)의 길이에 따라 저항이 조절되어, 레지스터 기능을 하는 수동 소자가 제공될 수 있다.Referring to FIG. 2, a line pattern (132a) included in the wiring layers (130) may be placed on a lower insulating layer (e.g., a third insulating layer (120c)). An upper insulating layer (e.g., a fourth insulating layer (120d)) may be in direct contact with the line pattern (132a) and cover the line pattern (132a). Resistance may be adjusted according to the length of the line pattern (132a), so that a passive element performing a register function may be provided.
라인 패턴(132a)의 양 단부들에는 각각 연결 전극(141)이 형성될 수 있다. 연결 전극(141)은 상기 상층 절연층을 관통하며 라인 패턴(132a)과 접촉 또는 연결될 수 있다. 단자 전극(132b)은 상기 상층 절연층 상에 형성되어 연결 전극(141)과 접촉 또는 연결될 수 있다.A connection electrode (141) may be formed at each end of the line pattern (132a). The connection electrode (141) may penetrate the upper insulating layer and contact or be connected to the line pattern (132a). The terminal electrode (132b) may be formed on the upper insulating layer and contact or be connected to the connection electrode (141).
라인 패턴(132a)은 배선층들(130) 중 어느 하나의 배선층(130)의 구성으로 포함되며, 배선층(130)과 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다. 단자 전극(132b)도 배선층들(130) 중 어느 하나의 배선층(130)(예를 들면, 최상부 배선층(예를 들면, 제5 배선층(130e))의 구성으로 포함되며, 배선층(130)과 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다The line pattern (132a) is included as a configuration of one of the wiring layers (130) and can be formed at the same level with substantially the same material and the same process as the wiring layer (130). The terminal electrode (132b) is also included as a configuration of one of the wiring layers (130) (for example, the uppermost wiring layer (for example, the fifth wiring layer (130e))) and can be formed at the same level with substantially the same material and the same process as the wiring layer (130).
연결 전극(141)은 층간 연결 도전체들(140)중 일 층의 층간 연결 도전체(140)의 구성으로 포함되며, 층간 연결 도전체(140)와 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다.The connecting electrode (141) is included as a component of one layer of the interlayer connecting conductor (140) among the interlayer connecting conductors (140), and can be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the interlayer connecting conductor (140).
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 일 구현예를 나타내는 개략적인 단면도이다. 예를 들면, 도 3은 커패시터로서 제공되는 제1 수동 소자(PE1)의 구현예를 도시하고 있다.FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example implementation of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments. For example, FIG. 3 shows an example implementation of a first passive component (PE1) provided as a capacitor.
도 3을 참조하면, 절연층(120)을 사이에 제1 전극(131) 및 제2 전극(133)이 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, MIM(Metal-Insulator-Metal) 커패시터 구조의 수동 소자가 구현될 수 있다.Referring to FIG. 3, the first electrode (131) and the second electrode (133) can be placed facing each other with an insulating layer (120) therebetween. Accordingly, a passive element of a MIM (Metal-Insulator-Metal) capacitor structure can be implemented.
제1 전극(131) 및 제2 전극(133)은 각각 배선층들(130) 중 어느 하나의 배선층(130)의 구성으로 포함되며, 배선층(130)과 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다.The first electrode (131) and the second electrode (133) are each included as a component of one of the wiring layers (130), and can be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the wiring layer (130).
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극(131) 및 제2 전극(133)은 각각 층간 연결 도전체(140)와 연결될 수 있다(제1 수동 소자(PE1) 참조). 제1 전극(131) 및 제2 전극(133)과 연결된 층간 연결 도전체(140)는 단자 전극 또는 외부 전극으로 제공될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the first electrode (131) and the second electrode (133) may each be connected to an interlayer connection conductor (140) (see the first passive element (PE1)). The interlayer connection conductor (140) connected to the first electrode (131) and the second electrode (133) may be provided as a terminal electrode or an external electrode.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 구현예들을 나타내는 개략적인 사시도이다. 도 4는 수동 소자로서 커패시터의 일 구현예를 도시하고 있다.FIG. 4 is a schematic perspective view showing implementation examples of passive components included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments. FIG. 4 shows one implementation example of a capacitor as a passive component.
도 4를 참조하면, 배선층들(130) 중 일 배선층(130)이 제1 단자 전극(134)(또는 제1 외부 전극)으로 제공되며, 배선층들(130) 중 일 배선층(130)이 제2 단자 전극(136)(또는 제2 외부 전극)으로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 단자 전극(134) 및 제2 단자 전극(136)은 동일 레벨의 배선층(130)에 포함될 수 있다. 이와는 달리, 제1 단자 전극(134) 및 제2 단자 전극(136)은 서로 다른 레벨의 배선층들(130)에 포함될 수도 있다.Referring to FIG. 4, one of the wiring layers (130) may be provided as a first terminal electrode (134) (or a first external electrode), and one of the wiring layers (130) may be provided as a second terminal electrode (136) (or a second external electrode). In one embodiment, the first terminal electrode (134) and the second terminal electrode (136) may be included in a wiring layer (130) of the same level. Alternatively, the first terminal electrode (134) and the second terminal electrode (136) may be included in wiring layers (130) of different levels.
절연층(120) 내에는 내부 전극들이 분포할 수 있다. 예를 들면, 수평 방향으로 제1 내부 전극들(142) 및 제2 내부 전극들(144)이 교대로 반복될 수 있다.Internal electrodes may be distributed within the insulating layer (120). For example, first internal electrodes (142) and second internal electrodes (144) may be alternately repeated in the horizontal direction.
제1 내부 전극들(142)의 일단부들은 제1 단자 전극(134)과 접촉 또는 연결될 수 있다. 제2 내부 전극들(144)의 타단부들(제1 내부 전극들(152)의 상기 일단부들과 반대 방향의 단부들)은 제2 단자 전극(136)과 접촉 또는 연결될 수 있다.One end of the first internal electrodes (142) can be in contact with or connected to the first terminal electrode (134). The other end of the second internal electrodes (144) (the ends opposite to the one end of the first internal electrodes (152)) can be in contact with or connected to the second terminal electrode (136).
서로 인접하는 제1 내부 전극(142) 및 제2 내부 전극(144) 사이의 절연층(120) 부분에서 정전 용량이 형성될 수 있다. 따라서, 다층 커패시터 구조의 수동 소자가 구현될 수 있다.Electrostatic capacitance can be formed in a portion of the insulating layer (120) between the first inner electrode (142) and the second inner electrode (144) that are adjacent to each other. Accordingly, a passive element of a multilayer capacitor structure can be implemented.
제1 내부 전극들(142) 및 제2 내부 전극들(144)은 층간 연결 도전체들(140)중 일 층의 층간 연결 도전체(140)의 구성으로 포함되며, 층간 연결 도전체(140)와 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다.The first internal electrodes (142) and the second internal electrodes (144) are included as a configuration of one layer of the interlayer connection conductor (140) among the interlayer connection conductors (140), and can be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the interlayer connection conductor (140).
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 일 구현예를 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 5는 인덕터로서 제공되는 제3 수동 소자(PE3)의 구현예를 도시하고 있다.FIG. 5 is a schematic plan view showing an example implementation of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments. For example, FIG. 5 shows an example implementation of a third passive component (PE3) provided as an inductor.
도 5를 참조하면, 하층 절연층(미도시)(예를 들면, 제2 절연층(120b)) 상에 제1 코일부(138)가 배치되고, 상층 절연층(미도시)(예를 들면, 제3 절연층(120c)이 제1 코일부(138)와 접촉하며 제1 코일부(138)를 덮을 수 있다. 제2 코일부(139)는 상기 상층 절연층 상에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 5, a first coil part (138) is placed on a lower insulating layer (not shown) (for example, a second insulating layer (120b)), and an upper insulating layer (not shown) (for example, a third insulating layer (120c)) may be in contact with the first coil part (138) and cover the first coil part (138). A second coil part (139) may be placed on the upper insulating layer.
제1 코일부(138) 및 제2 코일부(139)는 상기 상층 절연층을 관통하는 코일 비아(미도시)에 의해 서로 연결될 있다. 이에 따라, 복수의 권회 수를 갖는 코일 형태의 인덕터가 구현될 수 있다.The first coil portion (138) and the second coil portion (139) can be connected to each other by a coil via (not shown) penetrating the upper insulating layer. Accordingly, a coil-shaped inductor having a plurality of turns can be implemented.
제1 코일부(138) 및 제2 코일부(139)는 각각 배선층들(130) 중 어느 하나의 배선층(130)의 구성으로 포함되며, 배선층(130)과 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다.The first coil portion (138) and the second coil portion (139) are each included as a configuration of one of the wiring layers (130), and can be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the wiring layer (130).
상기 코일 비아는 층간 연결 도전체들(140)중 일 층의 층간 연결 도전체(140)의 구성으로 포함되며, 층간 연결 도전체(140)와 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다.The above coil via is included as a component of one layer of the interlayer connection conductor (140) among the interlayer connection conductors (140), and can be formed at the same level with substantially the same material and the same process as the interlayer connection conductor (140).
제1 코일부(138) 및 제2 코일부(139)의 단부들에는 각각 단자 전극(미도시)이 접촉 또는 연결될 수 있다. 상기 단자 전극은 층간 연결 도전체들(140)중 일 층의 층간 연결 도전체(140)의 구성으로 포함되며, 층간 연결 도전체(140)와 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다.Terminal electrodes (not shown) may be contacted or connected to the ends of the first coil portion (138) and the second coil portion (139), respectively. The terminal electrodes are included as a component of one layer of the interlayer connection conductors (140) among the interlayer connection conductors (140), and may be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the interlayer connection conductor (140).
도 6a 및 도 6b는 각각 예시적인 실시예들에 따른 다층 배선 기판에 포함되는 수동 소자의 일 구현예를 나타내는 개략적인 사시도 및 단면도이다. 예를 들면, 도 6b는 도 6a의 I-I' 라인을 따라 수직 방향 또는 두께 방향으로 절단한 단면도이다.FIGS. 6A and 6B are schematic perspective and cross-sectional views, respectively, illustrating one implementation example of a passive component included in a multilayer wiring board according to exemplary embodiments. For example, FIG. 6B is a cross-sectional view taken vertically or in the thickness direction along line I-I' of FIG. 6A.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 배선층들(130) 중 일 배선층(130)은 제1 단자 전극(135)(또는 제1 외부 전극) 및 하부 연결 전극들(135a)을 포함할 수 있다. 절연층(120)을 사이에 두고 제1 단자 전극(135) 및 하부 연결 전극들(135a)에 대해 상층의 배선층(130)은 제2 단자 전극(137)(또는 제2 외부 전극) 및 상부 연결 전극들(137a)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 6A and 6B, one of the wiring layers (130) may include a first terminal electrode (135) (or a first external electrode) and lower connection electrodes (135a). An upper wiring layer (130) with an insulating layer (120) interposed therebetween may include a second terminal electrode (137) (or a second external electrode) and upper connection electrodes (137a).
절연층(120) 내에는 코일 비아들(145)이 분포할 수 있다. 코일 비아들(145)은 층간 연결 도전체들(140)중 일 층의 층간 연결 도전체(140)의 구성으로 포함되며, 층간 연결 도전체(140)와 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 공정으로 동일한 레벨에 형성될 수 있다.Coil vias (145) may be distributed within the insulating layer (120). The coil vias (145) are included as a component of one layer of the interlayer connection conductors (140) among the interlayer connection conductors (140), and may be formed at the same level using substantially the same material and the same process as the interlayer connection conductor (140).
제1 단자 전극(135) 및 제2 단자 전극(137)은 코일 비아들(145) 및 연결 전극들(135a, 137a)을 통해 연결되어 코일 형태의 인덕터가 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 너비 방향으로 이웃하는 코일 비아들(145)은 상부 연결 전극(137a)에 의해 서로 연결되고, 상기 너비 방향에 대해 사선 방향으로 이웃하는 코일 비아들(145)은 하부 연결 전극(135a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에 따라, 지그재그로 도전체가 하층 및 상층에 걸쳐 반복되어 코일을 형성할 수 있다.The first terminal electrode (135) and the second terminal electrode (137) may be connected through coil vias (145) and connection electrodes (135a, 137a) to form a coil-shaped inductor. According to exemplary embodiments, the coil vias (145) adjacent in the width direction may be connected to each other by the upper connection electrode (137a), and the coil vias (145) adjacent in the diagonal direction with respect to the width direction may be connected to each other by the lower connection electrode (135a). Accordingly, a conductor may be repeated in a zigzag pattern across the lower layer and the upper layer to form a coil.
상술한 다층 배선 기판(100)은 스마트 폰, PC, 반도체 패키지 등과 같은 고집적 전자 장치의 회로 기판으로 적용될 수 있다. 글래스 기판(105) 및 수동 소자 내장 배선 적층체가 결합되어 저손실, High Q, 고속도의 박형 회로 기판을 제공할 수 있다.The multilayer wiring board (100) described above can be applied as a circuit board for highly integrated electronic devices such as smart phones, PCs, semiconductor packages, etc. A glass substrate (105) and a passive component embedded wiring laminate can be combined to provide a low-loss, high-Q, high-speed, thin circuit board.
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