KR20050109653A - Preparation of semiconductor substrate by build up technology - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연성 수지의 상단에 시드층을 형성시키는 단계, 상기 시드층의 상단에 포토레지스트층을 형성시키는 단계, 상기 포토레지스트층의 상단에 임의의 패턴을 갖는 마스크를 정렬한 후 노광하는 노광단계, 상기 노광된 포토레지스트의 일부를 제거하기 위한 현상단계, 상기 포토레지스트가 제거된 부분의 상단에 구리층, 니켈층 및 금층을 순차적으로 적층시켜 빌드업하는 도금단계, 상기 도금 단계가 종료된 후 잔존하는 포토레지스트 및 시드층을 제거하기 위해 스트리핑 및 소프트 에칭하는 단계, 상기 스트리핑 및 소프트 에칭이 종료된 후 솔더 레지스트 프린팅하는 단계를 포함하는 반도체 실장기판의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of forming a seed layer on top of the insulating resin, forming a photoresist layer on the top of the seed layer, an exposure step of exposing the mask having an arbitrary pattern on the top of the photoresist layer and then exposed A developing step for removing a portion of the exposed photoresist, a plating step of sequentially stacking a copper layer, a nickel layer, and a gold layer on top of the portion where the photoresist is removed, after the plating step is completed Stripping and soft etching to remove the remaining photoresist and seed layer, and a solder resist printing after the stripping and soft etching is finished provides a method of manufacturing a semiconductor mounting substrate.
본 발명에 따르면, 에칭 요소가 존재하지 않음으로써 우수한 진직도의 확보가 가능하며, 상기 우수한 진직도에 의해 반도체 조립공정의 와이어 본딩시 우수한 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since there is no etching element, it is possible to secure excellent straightness, and the excellent straightness has the effect of ensuring excellent reliability during wire bonding in the semiconductor assembly process.
Description
본 발명은 반도체 실장기판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비전도성의 수지위에 전기적 도금을 위한 시드(seed)층을 구성하며, 상기 시드층 위에 이온전착을 이용하여 구리(Cu)층을 형성하고, 상기 구리층의 상단에 구리의 확산을 방지하기 위한 니켈(Ni)층을 형성하며, 상기 니켈층의 상단에 금(Au)층을 형성하는 빌드업(build up) 기술을 이용한 반도체 실장기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor mounting substrate, and more particularly, to configure a seed layer for electroplating on a non-conductive resin, and to form a copper (Cu) layer on the seed layer using ion deposition. Forming a nickel layer on the top of the copper layer to prevent diffusion of copper, and forming a gold layer on the top of the nickel layer. It relates to a substrate and a method of manufacturing the same.
반도체 패키지(semiconductor package)란 반도체 칩을 포함하여 구성되는 기능성 부품소자의 상용화된 명칭으로, 이는 다른 소자와 함께 PCB(printed circuit board) 등의 회로기판에 장착되어 전자회로를 구현하는 중요한 소자의 하나이다.Semiconductor package (semiconductor package) is a commercial name for a functional component device including a semiconductor chip, which is one of the important devices that is mounted on a circuit board, such as a printed circuit board (PCB) together with other devices to implement an electronic circuit .
이러한 반도체 패키지는 크게 기억소자와 반도체 칩, 그리고 이러한 반도체 칩이 안착되는 반도체 실장기판으로 이루어지는데, 이들은 통상 외부의 충격으로부터 보호하기 위해 몰딩 소재가 전면에 코팅된다.The semiconductor package is largely comprised of a memory device, a semiconductor chip, and a semiconductor mounting substrate on which the semiconductor chip is mounted, and these are usually coated with a molding material on the front surface to protect it from external impact.
한편, 전술한 반도체 패키지를 구성하는 요소 중 하나인 반도체 실장기판은 리드 프레임, BGA(Ball Grid Array), PGA(Pin Grid Array) 또는 Tape-BGA 등 다양한 종류로 구분된다.Meanwhile, the semiconductor mounting substrate, which is one of the elements constituting the semiconductor package, is classified into various types such as a lead frame, a ball grid array (BGA), a pin grid array (PGA), or a tape-BGA.
이와 같이, 반도체 실장기판으로 구성되는 반도체 패키지의 일례로, 상기 반도체 실장기판이 리드프레임인 반도체 패키지를 통하여 이를 설명하면, 도 1은 리드프레임(20)을 사용하는 반도체 패키지(1)의 분해 사시도로서, 이러한 반도체 패키지(1)는 크게 기억소자인 반도체칩(10)과, 이러한 반도체 칩(10)이 장착되는 반도체 실장기판인 리드프레임(20)으로 이루어진다. 여기서 도 2는 상기 리드프레임(20)을 나타낸다.As described above, as an example of a semiconductor package including a semiconductor mounting substrate, the semiconductor mounting substrate is described through a semiconductor package which is a lead frame. FIG. 1 is an exploded perspective view of the semiconductor package 1 using the lead frame 20. As the semiconductor package 1, the semiconductor package 1 is largely composed of a semiconductor chip 10, which is a memory device, and a lead frame 20, which is a semiconductor mounting substrate on which the semiconductor chip 10 is mounted. 2 shows the lead frame 20.
이때, 반도체 칩(10)이란 웨이퍼 상에 여러 가지 물질의 적층 및 이의 패터닝을 통하여 완성되는 반도체 기판의 기본셀로서, 그 상부에는 외부회로와 연결되는 부분인 다수의 게이트 영역을 갖고 있으며, 리드프레임(20)에는 반도체 칩(10)의 게이트 영역과 각각 전기적으로 연결되는 다수의 내부리드(12)와, 외부회로와 전기적으로 연결되는 다수의 외부리드(13)를 갖고 있어, 외부회로와 반도체 칩(10)이 전기적으로 연결될 수 있도록 레이아웃(layout)하는 역할을 한다.In this case, the semiconductor chip 10 is a basic cell of a semiconductor substrate that is completed by stacking and patterning various materials on a wafer, and has a plurality of gate regions, which are portions connected to external circuits, on a top thereof, 20 has a plurality of internal leads 12 electrically connected to gate regions of the semiconductor chip 10, and a plurality of external leads 13 electrically connected to external circuits. Lay out so that the 10 can be electrically connected.
또한 이와 같이 반도체 칩(10)이 실장된 리드프레임(20)은 통상 온도변화 또는 불순물 등의 외부 요소로부터의 보호를 위하여, 외부회로와 연결되는 외부리드(13) 일부를 제외한 모든 부분에 EMC(30: Epoxy Mold Compound) 등의 물질이 코팅되어 이루어진다.In addition, the lead frame 20 in which the semiconductor chip 10 is mounted in this manner is generally used in all parts except the part of the external lead 13 connected to the external circuit for protection from external elements such as temperature change or impurities. 30: Epoxy Mold Compound) and the like is coated.
참고로, 상기 리드프레임(20)에 대하여 보다 자세히 설명하면, 이는 통상 구리(Cu) 또는 철(Fe) 등의 물질로 이루어지는 판상의 물질로 도 2와 같이 반도체 칩의 게이트 영역과 각각 연결되는 다수의 내부 리드(12) 및 외부회로와 각각 연결되는 다수의 외부 리드(13)를 포함하고 있다.For reference, the lead frame 20 will be described in more detail. This is a plate-like material made of a material such as copper (Cu) or iron (Fe), and is connected to the gate region of the semiconductor chip as shown in FIG. 2. And a plurality of external leads 13 connected to the internal leads 12 and the external circuits, respectively.
한편, 전술한 구성을 갖는 반도체 실장기판의 제조방법을 도 3을 통하여 간략히 설명하면, 거시적인 관점에서 에칭(etching)공정과 도금공정 및 회로를 보호하기 위한 솔더 레지스트 프린팅(solder resist printing) 공정에 의하여 반도체 실장기판이 제조된다.Meanwhile, a method of manufacturing a semiconductor mounting substrate having the above-described configuration will be briefly described with reference to FIG. 3. In the macroscopic view, a solder resist printing process for protecting an etching process, a plating process, and a circuit will be described. Thereby manufacturing a semiconductor mounting substrate.
여기서 상기 에칭공정은 실장기판의 회로를 완성하는 공정으로서, 수지(resin)의 상단에 구리층을 형성시키고, 상기 구리층의 상단으로 포토레지스트(photoresist)를 코팅 또는 라미네이팅(laminating)하여 포토레지스트층을 형성시킨 후 회로가 역상으로 새겨진 마스크(Mask) 및 자외선 광원을 이용하여 노광(exposing)함으로써 상기 포토레지스트 상단에 회로패턴를 형상화하고, 상기 노광된 포토레지스트를 현상(developing)하여 에칭하고자 하는 부분의 포토레지스트를 제거하며, 상기 포토레지스트가 제거된 구리층을 에칭액으로 제거함으로써 실장기판에 회로를 제조한다.Here, the etching process is a process of completing a circuit of a mounting substrate, and forming a copper layer on top of a resin, and coating or laminating a photoresist on top of the copper layer to form a photoresist layer. After forming a circuit pattern, the circuit pattern is exposed by using a mask and an ultraviolet light source engraved in reverse phase to shape a circuit pattern on top of the photoresist, and the exposed photoresist is developed to etch the portion of the portion to be etched. The photoresist is removed, and a circuit is fabricated on the mounting substrate by removing the copper layer from which the photoresist is removed with an etching solution.
이때, 상기 에칭공정에 의하여 에칭되는 구리층은 도 4에 도시된 바와 같이, 현상공정에 의하여 제거된 포토레지스트층(58) 부분을 에칭하는 바, 상기 에칭공정에 의하여 에칭된 구리층(56)은 에칭 요소(factor)에 의하여 하부로 만곡되는 형태로 에칭되어 최종적으로 제조되는 회로의 모양이 상단으로 뾰족한 산 모양을 갖게된다(도 5).In this case, as shown in FIG. 4, the copper layer etched by the etching process etches the portion of the photoresist layer 58 removed by the developing process, and the copper layer 56 etched by the etching process. Is etched in a downwardly curved shape by an etching factor so that the shape of the circuit finally manufactured has a pointed peak at the top (FIG. 5).
한편, 상기 도금공정은 구리층을 보호하고, 상기 구리층의 확산을 방지하기 위해 상기 구리층의 상단에 니켈(Ni)을 도금하고, 상기 칩과 회로를 와이어 본딩(wire bonding)을 위해 금(Au)을 도금하는 공정으로 이루어져 있으며, 상기 본딩이 이루어지는 부분을 제외한 나머지 부분을 보호하기 위해 솔더 레지스트 프린팅 공정을 행하게 된다.On the other hand, the plating process is to plate the nickel (Ni) on the top of the copper layer to protect the copper layer, to prevent the diffusion of the copper layer, the gold and the chip (wire bonding) for wire bonding (wire bonding) Au) is plated, and a solder resist printing process is performed to protect the remaining portions except for the bonding.
전술한 방법으로 제조되는 반도체 실장기판은 구리층을 에칭하는 에칭공정에 의해 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 에칭 요소가 발생하여 와이어 본딩 부위의 확보가 곤란한 형상의 기판이 제조될 뿐만 아니라, 뾰족한 산과 같은 형상의 회로로 인하여 상기 회로에 와이어 본딩을 실시하기 곤란하고 반도체의 다기능화 경박 단소에 따른 회로의 미세화(fine)를 추구할 수 없다는 문제점 등이 있다.In the semiconductor mounting substrate manufactured by the above-described method, as shown in FIGS. 4 and 5 by an etching process of etching a copper layer, an etching element is generated to produce a substrate having a shape that is difficult to secure a wire bonding portion. Due to the shape of the peak-like circuit, it is difficult to wire-bond the circuit and it is not possible to pursue the fineness of the circuit due to the multifunction and light weight of the semiconductor.
이에, 본 발명자들은 전술한 문제점을 극복하기 위해 지속적으로 연구를 거듭하던 중 반도체 실장기판에 형성되는 구리층 등을 에칭하지 않고, 회로패턴이 형성된 포토레지스트층의 정해진 부분에 구리층, 니켈층 등을 도금시켜 적층하는 빌드업기술을 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors do not etch the copper layer formed on the semiconductor mounting substrate while continuously studying to overcome the above-mentioned problems, and the copper layer, the nickel layer, and the like on a predetermined portion of the photoresist layer on which the circuit pattern is formed. The present invention has been completed by focusing on a build-up technique for plating and laminating a metal.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 도출된 것으로서, 비전도성의 수지위에 전기적 도금을 위한 시드층을 형성하고, 상기 시드층 위에 이온전착을 이용하여 구리층을 형성하고, 상기 구리층에 구리의 확산을 방지하기 위한 니켈층을 형성하며, 상기 적층된 니켈층 위에 금층을 형성하는 빌드업 기술을 이용한 반도체 실장기판의 제조방법을 제공하는 것에 그 기술적 과제가 있다.The present invention was derived to overcome the above problems, to form a seed layer for electroplating on a non-conductive resin, to form a copper layer using ion deposition on the seed layer, the copper layer of the There is a technical problem to provide a method of manufacturing a semiconductor mounting substrate using a build-up technique of forming a nickel layer to prevent diffusion, and forming a gold layer on the stacked nickel layer.
본 발명은 절연성 수지의 상단에 시드층을 형성시키는 단계, 상기 시드층의 상단에 포토레지스트층을 형성시키는 단계, 상기 포토레지스트층의 상단에 임의의 패턴을 갖는 마스크를 정렬한 후 노광하는 노광단계, 상기 노광된 포토레지스트의 일부를 제거하기 위한 현상단계, 상기 포토레지스트가 제거된 부분의 상단에 구리층, 니켈층 및 금층을 순차적으로 적층시켜 빌드업하는 도금단계, 상기 도금 단계가 종료된 후 잔존하는 포토레지스트 및 시드층을 제거하기 위해 스트리핑(stripping) 및 소프트 에칭(soft etching)하는 단계, 상기 스트리핑 및 소프트 에칭이 종료된 후 솔더 레지스트 프린팅하는 단계를 포함하는 반도체 실장기판의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of forming a seed layer on top of the insulating resin, forming a photoresist layer on the top of the seed layer, an exposure step of exposing the mask having an arbitrary pattern on the top of the photoresist layer and then exposed A developing step for removing a portion of the exposed photoresist, a plating step of sequentially stacking a copper layer, a nickel layer, and a gold layer on top of the portion where the photoresist is removed, after the plating step is completed Stripping and soft etching to remove the remaining photoresist and seed layer, and providing a solder resist printing after the stripping and soft etching is finished, a method for manufacturing a semiconductor mounting substrate do.
여기서, 상기 노광단계에서 사용되는 마스크는 회로의 실장기판상에 회로의 패턴을 형성시키기 위하여 사용되는 것으로서, 상기 마스크에는 제조하고자 하는 회로패턴이 새겨져 있으며, 포토레지스트의 종류에 따라 마스크에 형성되는 회로패턴을 달리하게 된다. 예를 들면, 상기 시드층의 상단에 네거티브 포토레지스트를 형성시킬 경우 회로가 역상으로 새겨진 마스크를 사용하고, 포지티브 포토레지스트를 형성시킬 경우 제조하고자 하는 회로패턴이 새겨진 마스크를 사용하여 노광단계를 수행하게 되는 바, 바람직하게는 네거티브 포토레지스트를 사용하는 것이 좋다.Here, the mask used in the exposure step is used to form a pattern of the circuit on the mounting substrate of the circuit, the mask is printed on the circuit pattern to be manufactured, the mask is formed on the mask according to the type of photoresist The circuit pattern is different. For example, when a negative photoresist is formed on the seed layer, the mask is engraved in reverse phase, and when the positive photoresist is formed, an exposure step is performed using a mask engraved with a circuit pattern to be manufactured. Preferably, it is preferable to use negative photoresist.
한편, 상기 시드층(54)의 상단에 구리층(56), 니켈층(60) 및 금층(66)을 도금하여 형성시키는 것을 본 발명에서는 빌드업 기술이라 한다.Meanwhile, in the present invention, the copper layer 56, the nickel layer 60, and the gold layer 66 are formed on the top of the seed layer 54 by the plating.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 실장기판의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor mounting substrate according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 실장기판의 제조방법을 나타내는 흐름도로서 함께 설명하기로 한다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a semiconductor mounting substrate according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 실장기판의 제조방법은 비 전도성 수지(52)의 상단에 시드층(54)을 형성시키는 단계, 상기 시드층(54)의 상단에 포토레지스트층(58)을 형성시키는 단계, 상기 포토레지스트층(8)의 상단에 소정의 패턴을 갖는 마스크(64)를 정렬한 후 노광하는 노광단계, 상기 노광된 포토레지스트층(58)의 일부를 제거하기 위한 현상단계, 상기 포토레지스트층(58)이 제거된 부분의 상단에 구리층(56), 니켈층(60) 및 금층(66)을 순차적으로 형성시켜 빌드업하는 도금단계, 상기 도금 단계가 종료된 후 잔존하는 포토레지스트층(58) 및 시드층(54)을 제거하기 위해 스트리핑 및 소프트 에칭하는 단계, 상기 스티리핑 및 소프트 에칭이 종료된 후 솔더 레지스트(62)를 프린팅하는 단계로 구성되어 있다.As shown in FIG. 6, in the method of manufacturing a semiconductor mounting substrate according to the present invention, forming a seed layer 54 on the top of the non-conductive resin 52, and a photoresist layer on the top of the seed layer 54. (58) forming, exposing and then exposing a mask (64) having a predetermined pattern on top of the photoresist layer (8), removing a portion of the exposed photoresist layer (58) Development step for the plating step to build up by sequentially forming the copper layer 56, nickel layer 60 and gold layer 66 on the upper portion of the photoresist layer 58 is removed, the plating step is completed And stripping and soft etching to remove the remaining photoresist layer 58 and seed layer 54, and then printing the solder resist 62 after the stiffening and soft etching are finished. .
본 발명에 따른 수지(52)는 비전도성을 갖는 수지(52)를 의미하는 것으로서, 통상적으로 당업계에 사용되는 수지(52)라면 어떠한 수지(52)를 사용하여도 무방하며, 바람직하게는 에폭시 수지, 폴리이미드, 페놀릭(phenolic) 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluorethylene, PTFE), 비스말라이드 트리아젠 수지(BT resin) 또는 폴리이미드 유리(polyimide glass)를 사용하는 것이 좋다.The resin 52 according to the present invention means a resin 52 having non-conductivity, and any resin 52 may be used as long as the resin 52 is generally used in the art, and preferably epoxy It is preferable to use a resin, polyimide, phenolic resin, polytetrafluorethylene (PTFE), bismaleide triagen resin (BT resin) or polyimide glass.
본 발명에 따른 시드층(54)은 전기도금 원리를 이용하여 구리층(56)을 형성시키기 위한 매개체로서, 사용 가능한 물질로는 당업계에서 시드층(54)을 형성시키는데 사용되는 통상적인 물질 예를 들면, 구리, 구리/크롬(Cu/Cr) 또는 구리/몰리브덴(Cu/Mo) 등의 전도성 물질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하고, 상기 시드층(54)의 형성방법으로는 상기 수지(52)의 상단에 스퍼터링(sputtering) 또는 회전 도포법(spin coating) 등을 통하여 형성될 수 있지만, 본 발명의 시드층(54)을 구성하는 바람직한 물질이 구리, 구리/크롬(Cu/Cr) 또는 구리/몰리브덴(Cu/Mo) 등의 전도성 물질인 점을 감안하여 볼 때, 물리적인 증착법인 스퍼터링법을 사용하는 것이 좋다.The seed layer 54 according to the present invention is a medium for forming the copper layer 56 by using the electroplating principle, and examples of materials that can be used include conventional materials used to form the seed layer 54 in the art. For example, any conductive material such as copper, copper / chromium (Cu / Cr), or copper / molybdenum (Cu / Mo) may be used, and the resin layer 52 may be used as a method of forming the seed layer 54. Can be formed through sputtering or spin coating, etc., but the preferred material constituting the seed layer 54 of the present invention is copper, copper / chromium (Cu / Cr) or copper. In view of being a conductive material such as / molybdenum (Cu / Mo), it is preferable to use a sputtering method, which is a physical vapor deposition method.
본 발명에 따른 포토레지스트층(58)은 포토레지스트로 이루어진 층을 의미하는 것으로서, 포토레지스트는 감광부분이 현상액에 녹거나 녹지 않게 되는 것에 따라 포지티브 또는 네거티브 포토레지스트로 구분되는 바, 상기 포토레지스트가 자외선 등의 광원에 노출된 후 상기 광원에 노출된 포토레지스트 부분이 현상액에 녹게 되면 포지티브 포토레지스트이고, 그 반대의 경우 네거티브 포토레지스트로 구분된다.The photoresist layer 58 according to the present invention refers to a layer made of photoresist, and the photoresist is classified into a positive or negative photoresist as the photosensitive portion is not dissolved or dissolved in a developer. After exposure to a light source such as ultraviolet light, the portion of the photoresist exposed to the light source is dissolved in a developer and is a positive photoresist, and vice versa.
그러므로 본 발명에 따른 반도체 실장기판을 제조함에 있어서, 상기 포토레지스트는 당업계에서 사용되는 통상적인 포토레지스트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 상기 포토레지스트의 종류에 따라 마스크에 새겨지는 회로의 패턴이 원하는 회로모양에 대하여 역상 또는 정상을 갖는다. 예를 들면, 사용되는 포토레지스트가 네거티브라면 마스크에 새겨지는 회로의 패턴을 원하는 회로 패턴에 대하여 역상으로 하고, 상기 포토레지스트가 포지티브라면 마스크에 새겨지는 회로의 패턴을 의도하는 회로의 패턴과 동일한 모양으로 한다.Therefore, in manufacturing the semiconductor mounting substrate according to the present invention, the photoresist may be any conventional photoresist used in the art, and the pattern of the circuit engraved in the mask according to the type of the photoresist It has a reverse phase or normal for the desired circuit shape. For example, if the photoresist used is negative, the pattern of the circuit engraved in the mask is reversed with respect to the desired circuit pattern. If the photoresist is positive, the pattern of the circuit engraved in the mask is the same as the pattern of the intended circuit. It is done.
본 발명에 따른 도금단계는 현상단계가 종료된 뒤 실장기판상에 구리층(56), 니켈층(60) 및 금층(66)을 순차적으로 형성시키는 것으로서, 상기 구리층(56)은 이온전착을 통하여 시드층(54)의 상단에 형성된다.The plating step according to the present invention is to sequentially form the copper layer 56, nickel layer 60 and gold layer 66 on the mounting substrate after the development step is completed, the copper layer 56 is ion deposition It is formed on top of the seed layer 54 through.
여기서, 상기 구리층(56)은 칩, 바람직하게는 실리콘 칩에서 발생하는 전기적 신호를 전달하는 매체로서 반도체 실장기판의 회로에 해당되고, 6 내지 30㎛의 두께를 갖는 것이 좋으며, 상기 구리층(56)의 두께를 6㎛ 이하로 형성시키는 경우 전기적인 저항에 따른 데이터 손실이 발생하며, 저항은 상기 구리층(56)의 두께에 반비례하므로 두께가 얇은 구리층(56)의 경우 전기적 신호를 전달하는데 저항의 역할을 하게 된다.Here, the copper layer 56 is a medium for transmitting an electrical signal generated from a chip, preferably a silicon chip, corresponds to a circuit of a semiconductor mounting substrate, and preferably has a thickness of 6 to 30 μm. When the thickness of 56) is formed to be 6 μm or less, data loss occurs due to electrical resistance, and the resistance is inversely proportional to the thickness of the copper layer 56, so that a thin copper layer 56 transmits an electrical signal. Will act as a resistance.
상기 니켈층(60)은 상기 구리층(56)의 상단에 도금되어 형성되며 상기 구리층(56)의 구리면을 보호하고 반도체 제조공정에서 발생하는 열에 의한 구리의 확산현상을 방지하기 위한 것으로서, 통상 상기 니켈층(60)의 두께는 적어도 0.1㎛ 이상 형성되어야 구리의 확산을 방지할 수 있는 것으로 알려져 있으나, 본 발명에서는 적어도 0.2㎛ 이상의 두께를 갖는 것이 좋다. The nickel layer 60 is formed by plating on top of the copper layer 56 to protect the copper surface of the copper layer 56 and to prevent diffusion of copper by heat generated in a semiconductor manufacturing process. In general, the nickel layer 60 may be formed to have a thickness of at least 0.1 μm to prevent diffusion of copper. However, the nickel layer 60 may have a thickness of at least 0.2 μm.
상기 금층(66)은 상기 실리콘 칩과 구리로 형성된 기판 회로를 와이어 본딩하기 위해 상기 니켈층(60)의 상단에 도금되어 형성되는 것으로서, 그 두께는 두꺼울수록 좋은 것으로 알려져 있지만, 본 발명에서는 적어도 0.1㎛ 이상의 두께를 갖는 것이 좋다.The gold layer 66 is formed by plating the upper end of the nickel layer 60 to wire bond the substrate circuit formed of the silicon chip and copper, but the thickness is known to be better, but at least 0.1 in the present invention. It is preferable to have a thickness of at least μm.
이와 같이, 상기 시드층(54)의 상단에 구리층(56), 니켈층(60) 및 금층(66)을 순차적으로 도금하여 형성시키는 것을 본 발명에서는 빌드업 기술이라 하는 바, 상기 빌드업 기술은 통상적인 도금방법이라면 어떠한 방법을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 이온전착에 의한 도금방법을 사용하는 것이 좋다. 아울러, 상기 이온전착은 당업계에서 통상적으로 사용되는 도금방법으로서, 페러데이(Faraday)원리를 이용하여 전해질 수용액 상에 전극에 의한 이온석출 원리를 이용한다.As described above, the copper layer 56, the nickel layer 60, and the gold layer 66 are sequentially formed on the top of the seed layer 54 to be formed. Although any method may be used as long as it is a conventional plating method, it is preferable to use the plating method by ion electrodeposition. In addition, the ion electrodeposition is a plating method commonly used in the art, using the principle of ion precipitation by the electrode on the aqueous electrolyte solution using the Faraday principle.
본 발명에 따른 반도체 실장기판의 제조방법은 전술한 빌드업 기술을 적용함에 따라, 에칭공정에 의하여 발생되는 에칭요소의 영향에 대하여 무관할 뿐만 아니라, 회로의 단면 형상에 따른 신뢰성 감소요인이 없고, 이에 따른 와이어 본딩의 신뢰성을 구현할 수 있다. The method of manufacturing a semiconductor mounting substrate according to the present invention is not only related to the influence of the etching elements generated by the etching process by applying the above-described build-up technique, and there is no reduction factor of reliability according to the cross-sectional shape of the circuit, Accordingly, reliability of wire bonding can be realized.
한편, 상기 스트리핑은 상기 빌드업에 의해 실장기판을 완성한 후 잔존하는 포토레지스트층(58)을 제거하기 위해 수행되고, 상기 소프트 에칭은 상기 실장기판에 잔존하는 시드층(54)을 제거하기 위해 수행된다.Meanwhile, the stripping is performed to remove the remaining photoresist layer 58 after completing the mounting substrate by the buildup, and the soft etching is performed to remove the seed layer 54 remaining on the mounting substrate. do.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 반도체 실장기판은 반도체 와이어 본딩을 통하여 전기적으로 연결되는 구성을 갖는 모든 반도체 실장기판 즉, 리드프레임, BGA, PGA, Tape-BGA 등에 적용되는 것이 가능하다.The semiconductor mounting substrate according to the present invention described above may be applied to all semiconductor mounting substrates having a configuration electrically connected through semiconductor wire bonding, that is, lead frames, BGAs, PGAs, Tape-BGAs, and the like.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention in detail and are not intended to limit the scope of the present invention by these examples.
<실시예 1><Example 1>
비스말라이드 트리아젠 수지[미쯔비시 케미칼, 일본]의 상단에 시드층으로서 범용 도금용 Cu액[고지마 화학, 일본]을 이용하여 구리를 적층한 후 상기 시드층의 상단에 DRY Film[히타치, 일본]으로 포토레지스트층을 형성하였다.A copper layer was laminated on the top of the bismaleide triazene resin [Mitsubishi Chemical, Japan] using Cu liquid for general purpose plating [Kojima Chemical, Japan], and then a DRY Film [Hitachi, Japan] on the top of the seed layer. The photoresist layer was formed.
그 다음, 상기 포토레지스트층에 소정 패턴을 갖는 마스크을 정렬한 후 UV 램프을 이용하여 상기 마스크에 자외선을 조사하였다. Then, after aligning the mask having a predetermined pattern on the photoresist layer, the mask was irradiated with ultraviolet rays using a UV lamp.
그 다음, 상기 자외선이 조사된 포토레지스트층을 현상액을 이용하여 현상한 후 상기 구리층의 상단에 Ni액[고지마 화학, 일본] 및 Au액[고지마 화학, 일본]을 이용하여 니켈 및 금층을 순차적으로 도금하였다. Next, the photoresist layer irradiated with ultraviolet rays is developed using a developer, and then nickel and gold layers are sequentially formed on the top of the copper layer using Ni solution [Kojima Chemical, Japan] and Au solution [Kojima Chemical, Japan]. Plated with.
그 다음, 스트리핑 및 소프트 에칭을 이용하여 잔존하는 포토레지스트층을 제거한 후 솔더 레지스트 프린팅하여 반도체 실장기판을 제조하였다.Then, the remaining photoresist layer was removed by stripping and soft etching, and then solder resist printing was performed to fabricate a semiconductor mounting substrate.
제조된 상기 반도체 실장기판의 표면을 크로스 섹센(Cross Section)에 의한 주사전자현미경(SEM)으로 측정하여 도 7로 나타냈다.The surface of the prepared semiconductor mounting substrate was measured by a scanning electron microscope (SEM) using a cross section, and is shown in FIG. 7.
도 7에 도시된 바와 같이, 제조된 반도체 실장기판에서는 에칭 요소가 존재하지 않음으로써, 회로패턴의 상/하가 같은 폭으로 구성된 형태로 제조되어 우수한 진직도를 확보하는 것이 가능하고, 이러한 우수한 진직도로 인하여 반도체 칩(또는 DIE) 장착이 용이할 뿐만 아니라 장착후의 신뢰성 측면에서도 우수한 것으로 나타났다.As shown in FIG. 7, since the etching element does not exist in the manufactured semiconductor mounting substrate, the upper and lower portions of the circuit pattern may be manufactured in the same width so as to secure excellent straightness. The straightness not only facilitates the mounting of the semiconductor chip (or DIE), but also shows excellent reliability in terms of post-installation reliability.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the appended claims and their equivalents, rather than the detailed description, are included in the scope of the present invention.
본 발명은 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실장기판은 에칭 요소가 존재하지 않음으로써 우수한 진직도 확보가 가능하며, 상기 우수한 진직도에 의해 반도체 조립공정의 와이어 본딩시 우수한 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.As described above, the mounting substrate manufactured according to the present invention can secure excellent straightness because there is no etching element, and the excellent straightness can ensure excellent reliability during wire bonding in a semiconductor assembly process. It can be effective.
또한, 본 발명은 종래의 에칭 및 도금 공정으로 분리되어 있는 반도체 실장기판의 제조방법과 달리 도금 기술을 이용하여 단일공정으로 반도체 실장기판을 제조할 수 있으므로 리드 타임(lead time)을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention can reduce the lead time (lead time) because the semiconductor mounting substrate can be manufactured in a single process using a plating technology, unlike the manufacturing method of the semiconductor mounting substrate that is separated by the conventional etching and plating process It works.
도 1은 일반적인 반도체 패키지 중 리드프레임을 사용한 반도체 패키지의 내부구조를 도시한 분해 사시도,1 is an exploded perspective view showing an internal structure of a semiconductor package using a lead frame of a typical semiconductor package;
도 2는 일반적인 리드프레임의 평면도,2 is a plan view of a typical lead frame,
도 3은 종래 반도체 실장기판의 제조방법을 나타내는 흐름도,3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a conventional semiconductor mounting substrate;
도 4는 종래 반도체 실장기판의 제조방법 중 에칭공정에 따른 구리층의 식각 모습을 나타내는 도,4 is a view illustrating an etching state of a copper layer according to an etching process in a conventional method of manufacturing a semiconductor mounting substrate;
도 5는 종래 반도체 실장기판의 제조방법에 따라 제조된 실장기판의 회로구조를 나타내는 도,5 is a view showing a circuit structure of a mounting board manufactured according to a conventional method for manufacturing a semiconductor mounting board.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 실장기판의 제조방법을 나타내는 흐름도,6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a semiconductor mounting substrate according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 반도체 실장기판의 제조방법에 따라 제조된 실장기판의 회로구조를 나타내는 도이다.7 is a diagram illustrating a circuit structure of a mounting board manufactured according to the method of manufacturing a semiconductor mounting board according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
52 : 수지 54 : 시드층52: Resin 54: Seed Layer
56 : 구리층 58 : 포토레지스트층56 copper layer 58 photoresist layer
60 : 니켈층 62 : 솔더 레지스트60: nickel layer 62: solder resist
64 : 마스크 66 : 금층64: mask 66: gold layer
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