KR101006619B1

KR101006619B1 - 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101006619B1
Application number: KR1020080102682A
Authority: KR
Inventors: 이석규; 이재준; 김기환
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2011-01-07
Anticipated expiration: 2028-10-20
Also published as: KR20100043591A; JP2011139096A; US20100096171A1; JP4847547B2; JP4954336B2; JP2010098278A

Abstract

본 발명은 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 패드접속면이 라운드진 형상이어서 접속패드와의 접속면적이 넓어 접속 신뢰성이 향상되고, 범프 형성 높이가 균일한 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

솔더범프, 라운드, 리플로우, 평탄성

Description

라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조방법{A PRINTED CIRCUIT BOARD COMPRISING A ROUND SOLDER BUMP AND A METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

최근, 전자산업의 발달에 전자 부품의 고기능화, 경박단소화에 대한 요구가 급증하고 있고, 이러한 전자부품을 탑재하는 인쇄회로기판 또한 고밀도 배선화 및 박판이 요구되고 있다.

특히, 통상의 빌드업(build-up) 배선 기판은 빌드업층을 코어 기판상에 형성하고, 이 코어기판이 형성되어 있는 상태로 제품으로 사용되기 때문에, 배선 기판 전체의 두께가 커져 버린다는 문제가 있었다. 배선기판의 두께가 큰 경우, 배선의 길이가 길어져 신호처리시간이 많이 소요되고, 결국 고밀도 배선화의 요구에 역행하게 되는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 두꺼운 두께의 코어 기판을 갖지 않는 코어리스 기판이 제안되고 있으며, 도 1 내지 도 5에는 이러한 종래의 코어리스 기판의 제조공정이 도시되어 있다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 종래기술에 따른 코어리스 기판의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 제조공정 중 코어리스 기판을 지지하기 위한 메탈 캐리어(11) 상에 하부 절연층(12)을 형성한다.

다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 절연층(12) 상에 다수의 빌드업 절연층(13a)과 다수의 비아(13c)를 갖는 회로층(13b)을 포함하는 빌드업층(13)을 적층하고, 빌드업층(13)의 최외층에 상부 절연층(14)을 형성한다.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 절연층(14)에 빌드업층(13)의 최외층에 형성된 회로층(13b) 중 상부 패드부를 노출시키는 개구부(14a)를 형성한다. 이때, 개구부(14a)는 드릴링 또는 레이저 조사에 의해 형성한다.

다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 메탈 캐리어(11)를 에칭으로 제거한다.

마지막으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 하부 절연층(12)에 빌드업층(13)의 최외층에 형성된 회로층(13b) 중 하부 패드부를 노출시키는 하부 개구부(12a)를 형성하고, 상부 패드부 및 하부 패드부에 외부접속단자와의 연결을 위해 솔더볼(15)을 형성한다.

이와 같은 제조공정에 의해 종래의 코어리스 기판(10)이 제조되었다.

그러나, 이러한 종래의 코어리스 기판(10) 및 그 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 종래의 코어리스 기판(10)은 도 5에 도시한 바와 같이, 상부 패드부 및 하부 패드부가 각각 상부 개구부(14a) 및 하부 개구부(12a)에 의해 노출되는 구조를 가지기 때문에 단차가 발생할 수 있으며, 이로 인해 솔더볼(15)과 상/하부 패드부의 정합도가 떨어져 접합 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 코어리스 기판(10)의 제조방법은, 제조공정 중에 코어리스 기판(10)을 지지하기 위해 메탈 캐리어(11)를 사용함에 따라 제조단가가 상승하고, 상기 메탈 캐리어(11)를 제거하기 위해 에칭공정을 수행함에 따라 공정시간이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 메탈 캐리어(11)를 기준으로 한쪽면으로만 빌드업층(13)을 형성하기 때문에 생산성이 떨어지고, 한쪽면으로만 빌드업 공정을 수행하는 경우 제조공정 중에 제품의 휨이 더욱 크게 발생되는 문제가 생길 수 있었다.

또한, 상부 패드부 및 하부 패드부를 노출시키기 위해 상부 절연층(14) 및 하부 절연층(12)에 상부 개구부(14a) 및 하부 개구부(12a)를 형성하는 드릴링 또는 레이저 가공 과정에서 코어리스 기판(10)에 휨을 발생시킬 뿐만 아니라, 상부 절연층(14) 및 하부 절연층(12)의 두께로 인해 패드부와 개구부(12a, 14a) 간에 단차가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 코어리스 기판(10)을 전자부품과 연결하기 위한 솔더볼 또는 범프를 형성하기 위해 스크린 프린팅 공정을 수행하는 경우, 메탈 마스크와 박형의 코어리 스 기판(10)을 접합하게 되면 그 사이에 공간이 발생하게 되고, 이로 인해 코어리스 기판(10)으로 도포되는 솔더의 양이 균일치 못한 문제점이 있었다. 이러한 문제로 인해 리플로우(reflow) 공정 및 코이닝(coining) 공정을 수행하는 경우 솔더볼 또는 범프의 높이 및 직경의 균일도가 떨어져 제품 수율이 하락하는 문제가 발생하였다.

또한, 솔더볼(15) 형성 공정 같은 백-엔드(back-end) 공정 진행 시 220 ℃ 이상의 IR 리플로우와 같은 높은 온도가 인가되는 공정에서 급격히 제품의 휨이 발생하게 된다. 일반적인 코어리스 FCB 기판의 경우 IR 리플로우 횟수가 증가함에 따라 휨이 더욱 증대되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 접속패드와의 접속면적이 넓어 접속 신뢰성이 향상되고, 범프 형성 높이가 균일한 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제안한다.

또한, 리플로우 공정 및 코이닝 공정의 수를 줄이면서, 두꺼운 코어를 구비하지 않더라도 휨 발생이 적으며, 미세피치에 대응가능한 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법을 제안한다.

삭제

본 발명에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법은, (A) 캐리어 상부에 적층된 금속포일 상에 상기 캐리어의 외측을 향하는 패드접속면이 라운드진 형상인 솔더범프를 형성하는 단계; (B) 상기 솔더범프를 포함하여 상기 금속포일에 하부접속패드용 금속층을 형성하는 단계; (C) 상기 하부접속패드용 금속층 상부에, 상기 솔더범프와 전기적으로 접속하는 회로층 및 절연층을 갖는 빌드업층을 형성하는 단계; (D) 상기 캐리어를 제거하는 단계; 및 (E) 상기 금속포일 및 상기 하부접속패드용 금속층의 노출부를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 솔더범프를 형성하는 단계는, (ⅰ) 상기 캐리어 상부에 적층된 금속포일 상에 솔더범프 형성용 개구부를 갖는 인쇄마스크를 배치하고 솔더페이스트를 인쇄하는 단계; 및 (ⅱ) 리플로우 공정을 수행하고 상기 인쇄마스크를 제거하여 솔더범프를 형성하는 단계;를 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 빌드업층의 최상부에 형성된 회로층은 상부접속패드를 구비하며, 상기 빌드업층을 형성하는 단계 이후에, 상기 빌드업층의 최상부에 형성된 회로층 상부에 상기 상부접속패드를 노출하는 개구부를 갖는 솔더레지스트층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 솔더범프를 형성하는 단계 이후에 수행되는, 상기 솔더범프를 포함하여 상기 금속포일 상부에 접속금속층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 금속포일 및 상기 하부접속패드용 금속층의 노출부를 제거하는 단계는, 상기 접속금속층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 캐리어는 절연수지층의 단면 또는 양면에 적층된 동박적층판에 이형층이 형성된 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 인쇄마스크는 노광/현상 공정 또는 레이저 드릴링 공정에 의해 솔더범프 형성용 개구부가 패터닝된 커버필름인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 인쇄마스크는 솔더범프 형성용 개구부를 갖는 메탈마스크인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 솔더레지스트층을 패터닝하는 단계 이후에, 상기 상부접속패드에 표면에 OSP(Organic Solderabilty Preservatives) 처리를 수행하거나 또는 무전해니켈/금도금(ENIG, Electroless Nickel Immersion Gold)층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 접속금속층은 니켈도금층인 것에 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더 욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판은 솔더범프가 모두 동일 높이를 갖으며, 범프의 높이가 절연재의 높이와 실질적으로 일치하도록 형성되므로 범프 평형성(co-planarity)이 구현되며 이에 따라 실장되는 전자부품과의 결합이 양호하게 이루어질 수 있다.

또한, 라운드형 솔더범프는 패드접속면이 라운드진 형상이어서 접속패드와의 접속면적이 넓어 솔더범프와 접속패드의 접속력이 강할 뿐 아니라, 접속패드가 절연층 내부로 매립되어 있어 볼전단력 테스트(ball shear test)와 같은 실험시 접속패드가 기판으로부터 분리되는 문제도 예방되어 솔더범프의 신뢰성이 대폭 향상된다.

본 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법에 의하면, 강성을 갖는 캐리어에 스크린 프린팅(screen printing) 방법으로 솔더 페이스트를 인쇄하여 솔더 범프를 형성하기 때문에 캐어와 접하는 범프 형성면을 평평하고, 미세피치의 범프를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 솔더페이스트 인쇄시 볼륨(volume) 및 높이를 용이하게 조절할 수 있으며, 이를 통해 수율이 향상된다.

또한, 솔더범프의 노출면은 평평하게 형성되기 때문에 범프 코이닝(coining) 공정을 진행 할 필요가 없으며, 이에 따라 공정 원가를 줄일 수 있는 장점도 있다.

또한, 리플로우 공정이 완료된 솔더 범프를 먼저 형성하기 때문에, 인쇄회로기판의 적층공정이 완료된 이후에는 기판의 휨 현상을 야기하는 리플로우 공정을 1회만 수행하여 솔더볼이 형성된 패키지기판을 제조할 수 있으며, 이에 따라, 휨이 적은 패키징 신뢰성이 우수한 기판을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도면의 전체에 걸쳐, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 중복되는 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 상부, 하부 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 개략적인 구성도이다.

이에 나타내 보인바와 같이, 본 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판은, 상하로 배열된 복수의 회로층, 회로층 사이에 개재된 절연층(600), 최하부 회로층에 형성된 하부접속패드(515) 및 하부접속패드(515)에 전기적으로 접속하는 라운드형 솔더범프(300)를 포함하는 구성이다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)은 페놀수지 절연판 또는 에폭시 수지 절연판 등 절연재에 형성된 회로패턴을 통하여 실장된 부품들을 상호 전기적으로 연결하고 전원 등을 공급하는 동시에 부품들을 기계적으로 고정시켜주는 역할을 수행하는 것으로서, 인쇄회로기판에는 절연재의 한쪽 면에만 회로층을 형성한 단면 PCB, 양쪽 면에 회로층을 형성한 양면 PCB 및 다층으로 배선한 MLB(다층 인쇄회로기판(Multi Layered Board)가 있다.

구체적으로 본 실시예는 전자부품을 메인보드에 실장하기 위한 패키지기판에 관한 것이다. 도 6에는 2개의 절연층(600)과 3층의 회로층으로 구성된 다층인쇄회로기판이 도시되지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 2 이상의 회로층을 갖는 다층인쇄회로기판에 적용가능하다.

하부접속패드(515)는 인쇄회로기판을 구성하는 회로층 중 최하부 회로층에 형성된다. 하부접속패드(515)는 절연층(600) 내부로 오목하게 함입된 라운드진 형상이다. 하부접속패드(515)는 구리, 금, 은, 니켈 등의 전도성 금속으로 구성될 수 있으며, 본 실시예의 하부접속패드(515)는 구리로 구성된다.

솔더범프(300)는 하부접속패드(515)에 전기적으로 접속하며, 패드접속면이 라운드진 형상이고 타면이 평탄한 형상이다.

한편, 하부접속패드(515)와 솔더범프(300) 사이에 접속금속층(400)이 형성될 수 있다. 접속금속층(400)은 선택적인 구성요소로서 반드시 형성되어야 하는 것은 아니지만, 하부접속패드(515)와 솔더범프(300) 간의 확산을 방지하기 기능을 하므로 형성하는 것이 좋다. 접속금속층(400)은 전도성 금속으로 이루어지며 바람직하 게는 하부접속패드(515)와 다른 물질로 이루어진다. 본 실시예에 따른 인쇄회로기판은 니켈로 이루어진 접속금속층(400)을 포함한다.

또한, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판은 인쇄회로기판을 구성하는 회로층 중 최상부 회로층(550)에 형성된 상부접속패드(555)와, 최상부 회로층(550) 상부에 형성되며, 상부접속패드(555)를 노출하는 개구부(710)를 갖는 솔더레지스트층(700)을 더 포함한다. 이때, 상부접속패드(555)의 상면에는 무전해니켈/금도금층(800)이 형성될 수 있다.

도 6에서, 미설명부호(530)는 최상부 회로층(550)과 하부접속패드(515)로 구성된 최하부 회로층 사이에 형성된 회로층이고, 미설명부호(551)은 최상부 회로층(550)에 형성된 회로패턴이다.

본 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판은 솔더범프(300)가 모두 동일 높이를 갖으며, 범프의 높이가 절연층(600)의 높이와 실질적으로 일치하도록 형성되므로 범프 평형성(co-planarity)이 구현되며 이에 따라 실장되는 전자부품과의 결합이 양호하게 이루어질 수 있다.

또한, 라운드형 솔더범프(300)는 패드접속면이 라운드진 형상이어서 접속패드와의 접속면적이 넓어 솔더범프(300)와 접속패드의 접속력이 강할 뿐 아니라, 접속패드가 절연층(600) 내부로 매립되어 있어 볼전단력 테스트(ball shear test)와 같은 실험시 접속패드가 기판으로부터 분리되는 문제도 예방되어 솔더범프(300)의 신뢰성이 대폭 향상된다.

또한, 범프간의 넌-웨트(Non-wet) 발생이 줄어 수율 향상된다.

또한, 범프-언더필(Bump under fill; BUF) 형성이 용이하고 보이드(void) 발생 문제가 없어 칩 등의 전자부품의 실장 후 신뢰성 증대하는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법에 대해 서술한다. 도 7 내지 도 21은 본 발명의 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.

먼저, 캐리어(100) 상부에 적층된 금속포일(190) 상에 캐리어(100)의 외측을 향하는 패드접속면이 라운드진 형상인 솔더범프(300)를 형성하는 단계이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제조공정 중에 인쇄회로기판이 휘는 문제를 방지하기 위해 지지체 기능을 수행하는 캐리어(100; carrier)를 준비한다. 예를 들면, 캐리어(100)는 절연수지층(110)의 양면에 동박(130)층이 형성된 양면 동박적층판에 절연재(150) 및 이형층(170)이 형성된 구조를 갖는다.

이때, 양면 동박적층판은 일정한 강성을 갖기 위해 절연수지층(110)에 유리재가 포함되어 있고, 그 두께는 약 100~800㎛를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 이형층(170)은 동박(130)보다 작은 길이 및 면적을 가지며, 동박(130)의 양 측부부분을 제외하고 절연재(150) 상부에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 인쇄회로기판의 제조공정 후반에 인쇄회로기판과 캐리어(100)의 분리를 용이하게 하기 위한 것이다. 한편, 이형층(170)은 일반적인 이형물질을 박막 코팅 또는 스퍼 터링 공정에 의해 형성될 수 있다. 캐리어(100)의 상부에는 이형층(170)이 형성되지 않은 절연재(150)의 부분에 의해 캐리어(100)에 구속되는 금속포일(190; metal foil)이 적층되어 있다. 금속포일(190)은 구리, 금, 은 등과 같은 전도성 금속으로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 구리포일을 사용한다.

다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 캐리어(100) 상부에 솔더범프(300) 형성용 개구부를 갖는 인쇄마스크(200)를 배치한다. 인쇄마스크(200)는 솔더페이스트(310)를 솔더범프(300)가 형성될 위치에 인쇄하기 위한 구성으로 예를 들면. 메탈 또는 커버필름 등으로 이루어진 마스크가 될 수 있다. 본 실시예에서는 감광성 수지로 이루어진 커버필름을 인쇄마스크(200)로 사용하며, 커버필름을 적층하고, 노광/현상 공정 또는 레이저 드릴링 공정으로 커버필름에 솔더범프(300) 형성용 개구부를 패터닝한다.

본 단계에서 인쇄마스크(200)의 두께를 조절하는 것으로 솔더범프(300)의 높이를 용이하게 조절할 수 있다.

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 스퀴지(squeegee) 등의 스크린 프린트 장치(미도시)를 이용하여 인쇄마스크(200)의 개구부를 통해 캐리어(100) 상부에 솔더페이스트(310)를 인쇄한다. 솔더페이스트(310)는 예를 들면, 주석/납(Sn/Pb), 주석/은/구리(Sn/Ag/Cu), 주석/은(Sn/Ag), 주석/구리(Sn/Cu), 주석/비스무트(Sn/Bi), 주석/아연/비스무트(Sn/Zn/Bi) 또는 주석/은/비스무트(Sn/Ag/Bi) 등의 조합으로 구성될 수 있다.

다음, 도 10에 도시된 바와 같이, 리플로우(reflow) 공정을 수행하여 솔더범 프(300)를 형성한다. 리플로우 공정에 의해 솔더페이스트(310)가 캐리어(100)의 외측을 향하는 패드접속면에 라운드진 형상이 형성되고 금속포일(190)과 접하는 면은 평탄한 형상을 유지하는 솔더범프(300)를 형성한다.

다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 인쇄마스크(200)를 제거한다.

이후, 도 12에 도시된 바와 같이, 솔더범프(300)를 포함하여 상기 캐리어(100) 상부에 접속금속층(400)을 형성할 수 있다. 접속금속층(400)은 하부접속패드(515; 도 6 참조)와 솔더범프(300)간의 확산 방지를 위해 이들 사이에 형성되는 것이며, 접속금속층(400)은 니켈로 이루어진 것이 바람직하다. 접속금속층(400)은 전해도금에 의해 이루어질 수 있으며, 이를 형성하는 것은 선택사항이다.

이후, 도 13에 도시된 바와 같이, 솔더범프(300)를 포함하여 캐리어(100) 상부에(접속금속층(400)이 있는 경우 접속금속층(400) 상부에) 하부접속패드용 금속층(510)을 형성하는 단계이다. 캐리어(100)에 적층된 금속포일(190)을 인입선으로 하여 전해도금을 수행하여 솔더범프(300) 및 캐리어(100) 상부에 하부접속패드용 금속층(510)을 형성할 수 있다. 이후 공정에서 하부접속용 금속층은 제조되는 인쇄회로기판의 최하부 회로층을 형성하며, 솔더범프(300)와 접속하는 하부접속패드(515)를 갖도록 패터닝된다. 하부접속패드용 금속층(510)은, 예를 들면, 구리, 니켈, 금, 은 등의 도전성 금속이 될 수 있으며, 본 실시예에서는 구리를 사용한다.

다음, 하부접속패드용 금속층(510) 상부에, 절연층(600) 및 솔더범프(300)와 전기적으로 접속하는 회로층(530)을 갖는 빌드업층을 형성하는 단계이다. 빌드업층을 형성하는 공정으로 서브트렉티브(Subtractive) 공법, 어디티브(additive) 공법, 세미 어디티브(Semi-additive) 공법, 및 수정된 세미 어디티브 공법(Modified semi-additive) 공법 등을 사용할 수 있으나, 본 실시예에서는 예시적으로 세미 어디티브 공법으로 빌드업층을 형성하는 공정에 대해 서술한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 하부접속패드용 금속층(510) 상부에 절연층(600)을 적층하고, 솔더범프(300)가 형성된 부분에 레이저 드릴 예를 들면, CO₂ 레이저 드릴링을 통해 비아홀을 형성한 후, 무전해 도금, 도금 레지스트층 형성 및 패터닝, 및 전해도금 공정을 통해 회로층(530) 및 절연층(600)으로 구성된 빌드업층을 형성할 수 있다.

도 15는 회로층(530) 상부에 추가의 빌드업층을 형성하는 단계를 도시하는 도면이다. 추가의 빌드업층은 도 14에 관해 서술한 것과 동일한 방식으로 형성될 수 있다. 추가의 빌드업층 형성에 의해 상부접속패드(555) 및 회로패턴(551)을 포함하는 최상부 회로층(550)이 형성된다. 본 실시예에서는 1층의 추가 빌드업층을 형성하지만, 필요에 따라 추가의 빌드업층을 더 형성할 수 있음을 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 즉, 빌드업층의 층수에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

다음, 도 16에 도시된 바와 같이, 최상부 회로층(550) 상부에 상기 상부접속 패드(555)를 노출하는 개구부(710)를 갖는 솔더레지스트층(700)을 형성한다.

다음, 선택적으로 도 17에 도시된 바와 같이, 상부접속패드(555)에 표면에 OSP(Organic Solderabilty Preservatives) 처리를 수행하거나 또는 무전해니켈/금도금(ENIG, Electroless Nickel Immersion Gold)층(800)을 형성할 수 있다.

이후, 캐리어(100)를 제거하는 단계이다. 캐리어(100)와 캐리어(100) 상에 적층된 인쇄회로기판의 측부를 라우팅 공정을 이용하여 절단하는 것으로 캐리어(100)를 금속포일(190) 및 인쇄회로기판으로부터 분리할 수 있다. 여기서, 라우팅 공정은 라우팅 비트를 이용하여 기계적으로 절단/재단 공정을 수행하는 것을 말하며, 인쇄회로기판 및 캐리어(100)의 측부를 절단하여 제거함으로써, 캐리어(100)에 적층된 금속포일(190)을 구속하던 절연층(600)의 부분이 제거됨으로써 금속포일(190) 및 인쇄회로기판이 캐리어(100)로부터 분리된다.

이후, 도 19에 도시된 바와 같이, 금속포일(190)을 제거하고, 접속금속층(400)이 형성된 경우에는 도 20에 도시된 바와 같이, 접속금속층(400)의 노출부를 제거하고, 도 21에 도시된 바와 같이, 노출된 하부접속패드 형성용 금속층(510)을 제거한다. 이러한 공정에 의해 절연층(600) 내부로 오목하게 함입된 라운드진 형상의 하부접속패드(515)가 형성된다.

한편, 금속포일(190), 접속금속층(400)의 노출부, 및 하부접속패드(515) 형성용 금속층(510)의 노출부는 에칭용액을 사용하여 순차적으로 제거할 수 있을 뿐 만아니라, 공통되는 에칭액을 사용하여 일거에 함께 제거할 수도 있다.

이때, 접속금속층(400)이 금속포일(190) 및 하부접속배드용 금속층과 다른 물질로 구성된 경우에는 선택적 에칭액을 사용하여 순차적으로 제거하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서와 같이 금속포일(190) 및 하부접속패드용 금속층(510)이 구리로 이루어지고, 접속금속층(400)이 니켈로 구성되는 경우에는 니켈 만을 선택적으로 에칭하는 니켈 선택에칭액을 사용하여 순차적으로 제거하는 것이 가능하다. 니켈 선택 에칭액이란, 구리를 용해시키지 않는 니켈 또는 니켈합금만을 용해시키는 용액을 말한다. 니켈의 선택 에칭액은, 550ml/1∼650ml/1 농도의 황산용액, 황산과 질산의 혼산(混酸)용액, 및 황산과 m - 니트로벤젠 설폰산의 혼합용액을 사용하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 방법으로 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판을 제조할 수 있다. 상술한 실시예에서는 서술의 편의상 캐리어(100)의 일측에면 인쇄회로기판을 형성하는 공정을 서술하였으나, 캐리어(100)의 양면에 동시에 인쇄회로기판을 형성하는 것도 가능하다.

본 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법에 의하면, 강성을 갖는 캐리어(100)에 스크린 프린팅(screen printing) 방법으로 솔더페이스트(310)를 인쇄하여 솔더범프(300)를 형성하기 때문에 범프 형성면을 평평하고, 미세피치의 범프를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 솔더페이스트(310) 인쇄시 볼륨(volume) 및 높이를 용이하게 조절할 수 있으며, 이를 통해 수율이 향상된다.

또한, 솔더범프(300)의 노출면은 평평하게 형성되기 때문에 범프 코이닝(coining) 공정을 진행 할 필요가 없으며, 이에 따라 공정 원가를 줄일 수 있는 장점도 있다.

또한, 솔더범프(300) 형성면에는 솔더레지스트층 등의 보호층을 형성할 필요가 없는 장점이 있다.

또한, 리플로우 공정이 완료된 솔더범프(300)를 먼저 형성하기 때문에, 인쇄회로기판의 적층공정이 완료된 이후에는 기판의 휨 현상을 야기하는 리플로우 공정을 1회만 수행하여 솔더볼이 형성된 패키지기판을 제조할 수 있으며, 이에 따라, 휨이 적은 패키징 신뢰성이 우수한 기판을 얻을 수 있다.

또한, 솔더범프(300)가 스케일 변화가 없는 캐리어(100) 상부에 인쇄되므로 범프의 위치가 CAD 설계치에 가장 근접하게 형성될 수 있으며, 전자부품과의 연결시 정합력이 향상되는 장점이 있다.

한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1 내지 도 5는 종래의 코어리스 기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 7 내지 도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시하는 도면이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 설명 >

100 캐리어 190 금속포일

200 인쇄마스크 310 솔더페이스트

300 솔더범프 400 접속금속층

510 하부접속패드 형성용 금속층

515 하부접속패드 530 회로층

600 절연층 550 최상부 회로층

551 회로패턴 555 상부접속패드

700 솔더레지스트 800 무전해 도금층

Claims

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(A) 캐리어 상부에 적층된 금속포일 상에 상기 캐리어의 외측을 향하는 패드접속면이 라운드진 형상인 솔더범프를 형성하는 단계;

(B) 상기 솔더범프를 포함하여 상기 금속포일에 하부접속패드용 금속층을 형성하는 단계;

(C) 상기 하부접속패드용 금속층 상부에, 상기 솔더범프와 전기적으로 접속하는 회로층 및 절연층을 갖는 빌드업층을 형성하는 단계;

(D) 상기 캐리어를 제거하는 단계; 및

(E) 상기 금속포일 및 상기 하부접속패드용 금속층의 노출부를 제거하는 단계;

를 포함하는 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 솔더범프를 형성하는 단계는,

(ⅰ) 상기 캐리어 상부에 적층된 금속포일 상에 솔더범프 형성용 개구부를 갖는 인쇄마스크를 배치하고 솔더페이스트를 인쇄하는 단계; 및

(ⅱ) 리플로우 공정을 수행하고 상기 인쇄마스크를 제거하여 솔더범프를 형성하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 빌드업층의 최상부에 형성된 회로층은 상부접속패드를 구비하며,

상기 빌드업층을 형성하는 단계 이후에, 상기 빌드업층의 최상부에 형성된 회로층 상부에 상기 상부접속패드를 노출하는 개구부를 갖는 솔더레지스트층을 형성하는 단계를 더 포함하는 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 솔더범프를 형성하는 단계 이후에 수행되는, 상기 솔더범프를 포함하여 상기 금속포일 상부에 접속금속층을 형성하는 단계를 더 포함하고,

상기 금속포일 및 상기 하부접속패드용 금속층의 노출부를 제거하는 단계는, 상기 접속금속층을 제거하는 단계를 더 포함하는 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 캐리어는 절연수지층의 단면 또는 양면에 적층된 동박적층판에 이형층 이 형성된 것을 특징으로 하는 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 인쇄마스크는 노광/현상 공정 또는 레이저 드릴링 공정에 의해 솔더범프 형성용 개구부가 패터닝된 커버필름인 것을 특징으로 하는 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 인쇄마스크는 솔더범프 형성용 개구부를 갖는 메탈마스크인 것을 특징으로 하는 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 솔더레지스트층을 패터닝하는 단계 이후에,

상기 상부접속패드에 표면에 OSP(Organic Solderabilty Preservatives) 처리를 수행하거나 또는 무전해니켈/금도금(ENIG, Electroless Nickel Immersion Gold)층을 형성하는 단계를 더 포함하는 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
제9항에 있어서,

상기 접속금속층은 니켈도금층인 것을 특징으로 하는 라운드형 솔더범프를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.