JP2024504796A - 回路基板及びこれを含むパッケージ基板 - Google Patents
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Abstract
実施例に係る回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層上に配置された電極層と、前記絶縁層上に配置され、前記電極層の上面の少なくとも一部と垂直に重なる開口部を含む保護層と、を含み、前記電極層は、前記絶縁層上に配置された第1層と、前記第1層上に配置された第2層と、前記第2層上に配置された第3層と、前記第3層上に配置された第4層と、を含み、前記第2層の幅は、前記第3層の幅よりも大きく、前記第2層の厚さは、前記第3層の厚さよりも大きく、前記保護層の上面は、前記第3層の上面の高さ以下である。
Description
実施例は、回路基板に関し、特に接着部材とのボンディング性が向上したパッドを含む回路基板及びこれを含むパッケージ基板に関する。
電子部品の小型化、軽量化、集積化の加速に伴い回路の線幅が微細化している。特に、半導体チップのデザインのルールがナノメートルスケールに集積化することに伴い、半導体チップを実装するパッケージ基板または回路基板の回路線幅が数マイクロメートル以下に微細化している。
回路基板の回路集積度を高めるために(即ち、回路線幅を微細化するために)多様な工法が提案されている。例えば、銅めっきの後パターンを形成するためにエッチングする段階における回路線幅の損失を防止するための目的で、SAP(semi-additive process)工法とMSAP(modified semi-additive process)などが提案された。
以後、より微細な回路パターンを具現するために、銅箔を絶縁層内に埋め込むETS(Embedded Trace Substrate)工法が当業界で用いられている。ETS工法は、銅箔回路を絶縁層の表面に形成する代わりに、これを絶縁層内に埋め込むタイプで製造するので、エッチングによる回路損失がないので、回路ピッチを微細化するのに有利である。
一方、最近無線データトラフィック需要を満たすために、改善された5G(5thgeneration)通信システムまたはpre-5G通信システムを開発するための努力がなされている。ここで、5G通信システムは、高いデータ伝送率を達成するために超高周波(mmWave)帯域(sub6ギガ(6GHz)、28ギガ(28GHz)、38ギガ(38GHz)またはそれ以上の周波数)を使用している。
そして、超高周波帯域における電波の経路損失の緩和及び電波の伝達距離を増加させるために、5G通信システムでは、ビームフォーミング(beamforming)、巨大配列多重入出力(massive MIMO)、アレイアンテナ(array antenna)などの集尺化技術が開発されている。このような5G以上(6G、7G~etc.)の通信システムに適用される回路基板には、APモジュールを構成する多様なチップが実装され、このようなチップを実装するためのパッドを含んでいる。そして、前記回路基板に実装されたチップの特性に応じて、前記5G以上の通信システムの性能が決定され得る。また、前記実装されたチップと連結される回路基板のパッドとの間のボンディング性によって最終製品の性能向上が決定され得る。
したがって、前記チップと連結されるパッドのボンディング性を向上させることができる構造の回路基板が求められている実情である。
実施例においては、新しい構造の回路基板及びこれを含むパッケージ基板を提供しようとする。
具体的には、実施例においては、チップとのボンディング性が向上した電極層を含む回路基板及びこれを含むパッケージ基板を提供しようとする。
また、実施例においては、保護層と電極層との間の接合力が向上した回路基板及びこれを含むパッケージ基板を提供しようとする。
提案される実施例において、解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた別の技術的課題は、下記の記載から提案される実施例が属する技術分野における通常の知識を有した者にとって明確に理解されるであろう。
実施例に係る回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層上に配置された電極層と、前記絶縁層上に配置され、前記電極層の上面の少なくとも一部と垂直に重なる開口部を含む保護層と、を含み、前記電極層は、前記絶縁層上に配置された第1層と、前記第1層上に配置された第2層と、前記第2層上に配置された第3層と、前記第3層上に配置された第4層と、を含み、前記第2層の幅は、前記第3層の幅よりも大きく、前記第2層の厚さは、前記第3層の厚さよりも大きく、前記保護層の上面は、前記第3層の上面の高さ以下である。
また、前記第1層は、前記絶縁層の上面に配置されたシード層であり、前記第2層は、前記シード層上に配置された回路パターン層の第1パターン層であり、前記第3層は、前記回路パターン層の第1パターン層上に配置された前記回路パターン層の第2パターン層であり、前記第4層は、前記回路パターン層の第2パターン層上に配置された表面処理層である。
また、前記電極層は、チップが実装されるパッドである。
また、前記電極層の前記第2層は、前記電極層の前記第3層と同じ金属物質を含む。
また、前記電極層の前記第2層は、前記電極層の前記第4層の幅よりも大きい幅を有する。
また、前記電極層の前記第2層の厚さは、前記電極層の前記第4層の厚さよりも大きい。
また、前記保護層の上面は、前記電極層の前記第3層よりも低く位置し、前記電極層の前記第3層は、前記保護層の上面から突出する突出領域を含む。
また、前記電極層の前記第4層は、前記電極層の前記第3層の上面に配置される第1部分と、前記第1部分から延び、前記第3層の前記突出領域の側面に配置される第2部分と、を含む。
また、前記電極層の前記第4層は、前記電極層の前記第3層の上面に配置される第1部分と、前記第1部分から延び、前記保護層の上面に配置される第2部分とを含む。
また、前記電極層の前記第2層及び前記第3層の少なくとも一つの側面は、曲面を含む。
実施例においては、回路パターン層を含む。前記回路パターン層は、チップが実装されるパッドである電極層を含む。前記電極層は、第1~第4層を含むことができる。例えば、前記電極層は、シード層、第1パターン層、第2パターン層、及び表面処理層を含むことができる。このとき、前記表面処理層は、前記第2パターン層の上面に配置される第1部分と、前記第1部分から延びて前記保護層の上面に配置される第2部分とを含むことができる。これにより、実施例は、前記第2部分を含む表面処理層によりチップを実装するための接着部材(図示せず)の配置空間を広く確保することができ、これによるチップボンディング性を向上させることができる。即ち、実施例においては、前記第2パターン層の幅に比べて前記表面処理層の幅が大きくなるようにし、これにより接着部材との接触面積が広くなるようにすることができる。これにより、実施例においては、前記接着部材との接触面積を増加させることができ、これによるソルダーボールやワイヤなどの接着部材とのボンディング性をさらに向上させることができる。
さらに、前記第2部分が前記保護層の上面に配置されることにより、チップを実装するための接着部材(図示せず)を配置するときに、前記保護層が前記第2部分を支持できるようにする。これにより、実施例においては、従来のオーバーハング構造(例えば、前記表面処理層の終端が保護層、第1パターン層、及び第2パターン層と接触せずに離隔して配置された構造)とは異なり、前記表面処理層が前記接着部材による破損を防止することができる。
また、実施例においては、前記第2パターン層の上面が保護層の上面よりも高く位置するようにすることができる。これにより、実施例においては、前記第2パターン層の上面に前記保護層のレジンが残存することを防止することができる。これにより、実施例においては、前記パッドの上面全体を前記チップとの連結のための空間として用いることができる。したがって、実施例においては、回路集積度を向上させることができ、電気的及び物理的信頼性を向上させることができる。さらに、実施例においては、前記表面処理層が前記突出した第2パターン層の側面の一部にも配置されるようにする。これにより、実施例においては、前記表面処理層と前記第2パターン層との間の接触面積を向上させることができる。したがって、実施例においては、前記表面処理層が前記第2パターン層から分離される脱膜問題を解決することができ、これによる電気的及び物理的信頼性を向上させることができる。
また、実施例においては、前記パッドを構成するシード層、第1パターン層、第2パターン層のうち少なくとも一つの側面がラウンドした曲面を有するようにする。これにより、実施例においては、前記シード層、第1パターン層、及び第2パターン層と前記保護層との間の接触面積を増加させることができる。これにより、実施例においては、前記保護層を形成する工程において、前記パッドと前記保護層との間の浮き上がり(例えば、保護層とパッドとの間に空気層を形成)問題を解決することができる。したがって、実施例においては、前記保護層が前記パッドから分離される脱膜問題を解決することができ、さらに回路基板の全体的な物理的信頼性及び電気的信頼性を向上させることができる。
以下、添付された図面を参照して、本明細書に開示された実施例を詳しく説明するが、図面符号に関係なく同一または類似する構成要素は、同じ参照番号を付し、それに対する重複説明は省略することにする。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞「モジュール」及び「部」は、明細書の作成を容易にするために付与また混用されるものとして、それ自体で相互区別される意味または役割を有するものではない。また、本明細書に開示された実施例の説明において、係る公知技術に対する具体的な説明が本明細書に開示された実施例の要旨を妨害すると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。また、添付された図面は、本明細書に開示された実施例を容易に理解できるようにするためのものであり、添付された図面によって本明細書に開示された技術的思想が制限されず、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。
第1、第2などの序数を含む用語が多様な構成要素を説明するために使用されることができるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されることはない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。
ある構成要素が他の構成要素に「連結」または「接続」されていると言及された場合には、その他の構成要素に直接的に「連結」または「接続」されていてもよく、間に他の構成要素が存在してもよいと理解されるべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」または「直接接続」されていると言及されたときには、その間に他の構成要素が存在しないものと理解されるべきである。
単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味を持たない限り、複数の表現を含む。
本出願で、「含む」または「有する」等の用語は、明細書に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組合せたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組合せたものの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解されるべきである。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明すると、次の通りである。
図1は、第1実施例に係る回路基板を示す図であり、図2は、図1の第3回路パターン層を拡大した拡大図である。
図1及び図2を参照すると、回路基板は、絶縁層110、回路パターン層、ビア、及び保護層を含む。
絶縁層110は、複数の層構造を有することができる。例えば、絶縁層110は、第1絶縁層111、第2絶縁層112、及び第3絶縁層113を含むことができる。このとき、図面上では、前記回路基板が絶縁層の層数を基準に3層構造を有するものとして示したが、これに限定されない。例えば、前記回路基板は、絶縁層の層数を基準に2層以下の構造を有することができ、これとは異なり、4層以上の構造を有することもできる。
例えば、前記第1絶縁層111は、多層構造において、内側に配置された内側絶縁層であり得る。そして、前記第2絶縁層112は、多層構造において、第1最外側に配置された第1最外側絶縁層であり得る。また、前記第3絶縁層113は、多層構造において、第2最外側に配置された第2最外側絶縁層であり得る。そして、前記内側絶縁層は、1層で構成されるものとして示したが、これとは異なり2層以上で構成され得る。
絶縁層110は、配線を変更できる電気回路が編成されている基板であって、表面に回路パターンを形成できる絶縁材料で作られたプリント、配線板、及び絶縁基板を全て含むことができる。
例えば、絶縁層110のうち少なくとも一つは、リジッド(rigid)またはフレキシブル(flexible)であり得る。例えば、前記絶縁層110のうち少なくとも一つは、ガラスまたはプラスチックを含むことができる。詳細には、前記絶縁層110のうち少なくとも一つは、ソーダライムガラス(soda lime glass)またはアルミノシリケートガラス等の化学強化/半強化ガラスを含むか、ポリイミドPI(Polyimide)、ポリエチレンテレフタレートPET(polyethylene terephthalate)、プロピレングリコールPPG(propylene glycol)、ポリカーボネート(PC)などの強化或は延性プラスチックを含むか、サファイアを含むことができる。
また、前記絶縁層110のうち少なくとも一つは、光等方性フィルムを含むことができる。一例として、前記絶縁層110のうち少なくとも一つは、COC(Cyclic Olefin Copolymer)、COP(Cyclic Olefin Polymer)、光等方性ポリカーボネートPC(polycarbonate)または光等方性ポリメチルメタクリレート(PMMA)等を含むことができる。
また、前記絶縁層110の少なくとも一つは、無機フィラーと絶縁樹脂とを含む材料で形成され得る。例えば、絶縁層110を構成する材料として、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリイミドのような熱可塑性樹脂と共にシリカ、アルミナなどの無機フィラーのような補強材が含まれた樹脂、具体的にはABF(Ajinomoto Build-up Film)、FR-4、BT(Bismaleimide Triazine)、PID(Photo Imagable Dielectric resin)、BTなどを用いることができる。
また、前記絶縁層110のうち少なくとも一つは、部分的に曲面を有して曲がることがある。即ち、前記絶縁層110のうち少なくとも一つは、部分的には平面を有し、部分的には曲面を有して曲がることがある。詳細には、前記絶縁層110のうち少なくとも一つは、終端が曲面を有して曲がるか、ランダムな曲率を含む表面を有して曲がるか折曲がることがある。
絶縁層110の表面には、回路パターンが配置され得る。
例えば、第1絶縁層111の第1面には、第1回路パターン層120が配置され得る。例えば、第1絶縁層111の第2面には、第2回路パターン層130が配置され得る。例えば、第2絶縁層112の第1面には、第3回路パターン層140が配置され得る。例えば、第3絶縁層113の第2面には、第4回路パターン層150が配置され得る。前記第1回路パターン層120及び第2回路パターン層130は、内側絶縁層の表面に配置された内側回路パターン層とも言える。そして、前記第3回路パターン層140及び前記第4回路パターン層150は、最外側絶縁層に配置された外側または最外側回路パターン層とも言える。
前記第1~第4回路パターン層120、130、140、150は、信号伝達機能を果たす。前記第1~第4回路パターン層120、130、140、150は、「電極層」とも言える。
このとき、前記第1回路パターン層120、第2回路パターン層130、第3回路パターン層140、及び第4回路パターン層150は、電気信号を伝達する配線であって、電気伝導性の高い金属物質で形成され得る。このために、前記第1回路パターン層120、第2回路パターン層130、第3回路パターン層140、及び第4回路パターン層150は、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、錫(Sn)、銅(Cu)、及び亜鉛(Zn)のうちから選択される少なくとも一つの金属物質からなることができる。また、前記第1回路パターン層120、第2回路パターン層130、第3回路パターン層140、及び第4回路パターン層150は、ボンディング力に優れる金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、錫(Sn)、銅(Cu)、及び亜鉛(Zn)のうちから選択される少なくとも一つの金属物質を含むペーストまたはソルダーペーストからなることができる。好ましくは、前記第1回路パターン層120、第2回路パターン層130、第3回路パターン層140、及び第4回路パターン層150は、電気伝導性が高く、かつ価格が比較的安価な銅(Cu)からなることができる。
前記第1回路パターン層120、第2回路パターン層130、第3回路パターン層140、及び第4回路パターン層150は、通常の回路基板の製造工程であるアディティブ工法(Additive process)、サブトラクティブ工法(Subtractive Process)、MSAP(Modified Semi Additive Process)、及びSAP(Semi Additive Process)工法などで可能であり、ここでは、詳細な説明は省略する。
一方、前記第3回路パターン層140及び前記第4回路パターン層150のそれぞれは、トレース及びパッドを含む。前記トレースとパッドは、平面形状及び幅のいずれか一つを基準に区分され得る。例えば、前記トレースの平面形状は、四角形状であり得る。そして、前記パッドの平面形状は、円形状であり得る。例えば、パッドの上面の周りの少なくとも一部は、曲面を含むことができる。そして、前記トレースの幅は、前記パッドの幅よりも小さくてもよい。即ち、前記トレースは、複数のパッド間を連結する機能を果たすことができる。これにより、前記トレースは、微細線幅を有することができる。そして、前記パッドは、チップが実装される実装パッドとして機能を果たすことができる。これにより、前記パッドは、チップ実装空間を提供するために一定レベル以上の幅を有することができる。
具体的には、前記第3回路パターン層140は、パッド140P及びトレース140Tを含むことができる。また、前記第4回路パターン層150は、パッド150P及びトレース150Tを含むことができる。前記トレース140T、150Tは、電気信号を伝達する長い線形状の配線を意味する。そして、前記パッド140P、150Pは、チップなどの部品が実装される実装パッドであるか、外部ボードとの連結のためのコアパッドまたはBGAパッドを意味することができる。これにより、前記パッド140Pは、「第1パッド」とも言え、前記パッド150Pは、「第2パッド」とも言える。そして、前記パッド140P、150Pは「電極層」とも言える。
具体的には、前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、チップなどの部品が実装される実装パッドであり得る。また、前記第4回路パターン層140のパッド150Pは、外部ボードと連結するためのコアパッドまたはBGAパッドであり得るが、これに限定されない。一方、前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、前記第4回路パターン層150のパッド150Pよりも幅がさらに狭くてもよい。
前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、前記第2絶縁層112の第1面に配置された第1保護層160によって表面が露出し得る。例えば、第1保護層160は、開口部(図示せず)を含むことができる。そして、前記第1保護層160の開口部は、前記第3回路パターン層140のパッド140Pの上面と垂直に重なることがある。また、前記第4回路パターン層150のパッド150Pは、前記第3絶縁層113の第2面に配置された第2保護層170によって表面が露出し得る。例えば、前記第2保護層170は、開口部(図示せず)を含むことができる。そして、前記第2保護層170の開口部は、前記第4回路パターン層150のパッド150Pの下面と垂直に重なることがある。
前記第3回路パターン層140は、複数の層構造を有することができる。このとき、前記第3回路パターン層140のパッド140Pとトレース140Tは、互いに異なる層構造を有することができる。例えば、前記パッド140Pの層数は、前記トレース140Tの層数よりも多くてもよい。例えば、前記トレース140Tは、前記パッド140Pを構成する複数の層のうち一部の層のみを含むことができる。
例えば、前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、第1層~第4層を含むことができる。そして、前記第3回路パターン層140のトレース140Tは、第1層及び第2層のみを含むことができる。
例えば、前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、4層構造を有することができる。そして、前記第3回路パターン層140のトレース140Tは、2層構造を有することができる。
このとき、説明の便宜上、前記第1層~第4層を、シード層、第1パターン、第2パターン、及び表面処理層と称して説明する。例えば、以下で説明されるシード層は、「第1層」とも言える。例えば、以下で説明される第1パターンは、「第2層」とも言える。例えば、以下で説明される第2パターンは、「第3層」とも言える。例えば、以下で説明される表面処理層は、「第4層」とも言える。そして、これは第4回路パターン層にも同様に適用され得る。
例えば、前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、前記第2絶縁層112の第1面上に配置される第1パターン層142と、前記第1パターン層 142上に配置される第2パターン層143とを含む。実施例においては、前記第3回路パターン層140のパッド140Pが2層構造を有することができる。これにより、実施例においては、前記第3回路パターン層140の前記パッド140Pが前記第2絶縁層112の第1面を基準に一定高さ以上突出できるようにする。これにより、実施例においては、前記第3回路パターン層140のパッド140Pが一定高さ以上を有することにより、チップの実装工程における容易性を向上させることができる。
前記第1パターン層142と前記第2パターン層143は、互いに同じ金属物質を含むことができる。例えば、前記第1パターン層142は、銅を含むことができる。そして、前記第2パターン層143は、前記第1パターン層142と同じ金属物質である銅を含むことができる。
また、前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、前記第2絶縁層112の第1面と前記第1パターン層142との間に配置されるシード層141を含むことができる。前記シード層141は、前記第1パターン層142及び前記第2パターン層143を形成するために使用されるシード層であり得る。例えば、前記第1パターン層142及び前記第2パターン層143は、電解めっき工程によって形成され得る。これにより、前記シード層141は、前記第1パターン層142及び前記第2パターン層143をそれぞれ電解めっきするためのシード層であり得る。
前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、前記第2パターン層143上に配置される表面処理層144を含むことができる。前記表面処理層144は、前記パッド140Pの表面を保護するか、または前記パッド140Pのボンディング性を高めるために形成され得る。前記表面処理層144は、金(Au)を含むことができる。例えば、前記表面処理層144は、金金属層のみを含むことができる。そして、前記金金属層は、銅を含む第2パターン層143上に直接形成され得る。これとは異なり、前記表面処理層144は、ENEPIG層であり得る。例えば、前記表面処理層144は、ニッケル金属層、パラジウム金属層、及び金金属層を含むことができる。
一方、前記第3回路パターン層140のトレース140Tは、前記パッド140Pを構成する層のうち一部層のみを含むことができる。例えば、前記第3回路パターン層140のトレース140Tは、前記シード層141及び前記第1パターン層142を含むことができる。これにより、実施例においては、シード層141及び第1パターン層142を形成して、前記第3回路パターン層140の前記パッド140Pの一部分及び前記トレース140Tを形成することができる。そして、実施例においては、前記形成された第1パターン層142のうち前記パッド140Pに対応する領域上に第2パターン層143及び表面処理層144を形成して、前記パッド140Pを形成することができる。
前記第4回路パターン層150のパッド150Pは、前記第3回路パターン層140のパッド140Pと実質的に同じ構造を有することができる。例えば、前記第4回路パターン層150のパッド150Pは、シード層151、第1パターン層152、第2パターン層153、及び表面処理層154を含むことができる。このとき、前記第4回路パターン層150のパッド150Pを構成するシード層151、第1パターン層152、第2パターン層153、及び表面処理層154は、前記第3回路パターン層140のパッド140Pを構成するシード層141、第1パターン層142、第2パターン層143、及び表面処理層144と実質的に同じ層構造を有し、これにより、これについての詳細な説明は省略する。
また、前記第4回路パターン層150のトレース150Tは、前記第3回路パターン層140のトレース140Tに対応して、前記パッド150Pを構成する層の一部であるシード層151及び第1パターン層152を含むことができる。
前記第3回路パターン層は、チップなどの部品が実装される実装パッドであり得る。前記第4回路パターン層は、外部ボードと連結するためのコアパッドまたはBGAパッドであり得る。前記第4回路パターン層150のパッドは、前記第3回路パターン層のパッドよりも幅がさらに広くてもよい。
前記第2絶縁層112の第1面上には、第1保護層160が配置され得る。前記第1保護層160は、ソルダーレジストを含むことができる。前記第1保護層160は、前記第3回路パターン層140のパッド140Pの表面を露出する開口部(図示せず)を含むことができる。例えば、前記第1保護層160は、前記第3回路パターン層140のパッド140Pを構成する第2パターン層143の表面を露出することができる。
前記第1保護層160は、前記第3回路パターン層140のシード層141の側面を覆って配置され得る。また、前記第1保護層160は、パッド140Pの前記第1パターン層142の側面を覆って配置され得る。また、前記第1保護層160は、前記パッド140Pの第1パターン層142の上面の一部を覆って配置され得る。また、前記第1保護層160は、前記パッド140Pの前記第2パターン層143の側面を覆って配置され得る。
第1実施例においては、前記第1保護層160の上面は、前記第3回路パターン層140の第2パターン層143の上面と同一平面上に位置することができる。
これに対応して、前記第3絶縁層113の第2面上には、第2保護層170が配置され得る。前記第2保護層170は、ソルダーレジストを含むことができる。前記第2保護層170は、前記第4回路パターン層150のパッド150Pの表面を露出する開口部(図示せず)を含むことができる。例えば、前記第2保護層170は、前記第4回路パターン層150のパッド150Pを構成する第2パターン層153の表面を露出することができる。
前記第2保護層170は、前記シード層151の側面を覆って配置され得る。また、前記第2保護層170は、前記第4回路パターン層150のパッド150Pの第1パターン層152の側面を覆って配置され得る。また、前記第2保護層170は、前記第4回路パターン層150のパッド150Pの前記第1パターン層152の下面の一部を覆うことができる。また、前記第2保護層170は、前記第4回路パターン層150のパッド150Pの第2パターン層153の側面を覆って配置され得る。
また、第1実施例においては、前記第2保護層170の下面は、前記第4回路パターン層150のパッド150Pの第2パターン層153の下面と同一平面上に位置することができる。
一方、実施例の回路基板は、貫通電極を含む。前記貫通電極は、互いに異なる層に配置された回路パターン層を電気的に連結することができる。例えば、前記貫通電極は、互いに異なる回路パターン層を電気的に連結するための「ビア」とも言える。これにより、以下では、前記貫通電極を「ビア」と称して説明する。
例えば、前記第1絶縁層111には、第1ビアV1が形成され得る。前記第1ビアV1は、前記第1絶縁層111を貫通し、これにより前記第1回路パターン層120と前記第2回路パターン層130とを電気的に連結することができる。例えば、前記第2絶縁層112には、第2ビアV2が形成され得る。前記第2ビアV2は、前記第2絶縁層112を貫通し、これにより前記第1回路パターン層120と前記第3回路パターン層140とを電気的に連結することができる。例えば、前記第3絶縁層113には、第3ビアV3が形成され得る。前記第3ビアV3は、前記第3絶縁層113を貫通し、これにより前記第2回路パターン層130と前記第4回路パターン層150とを電気的に連結することができる。
上記のようなビアV1,V2,V3は、それぞれの絶縁層内に形成されたビアホールの内部を金属物質で充填して形成され得る。前記ビアホールは、機械、レーザー及び化学加工のいずれか一つの加工方式によって形成され得る。前記ビアホールが機械加工によって形成される場合には、ミーリング(Milling)、ドリル(Drill)、及びルーティング(Routing)などの方式を用いることができ、レーザー加工によって形成される場合には、UVやCO2レーザー方式を用いることができ、化学加工によって形成される場合には、アミノシラン、ケトン類などを含む薬品を用いて前記絶縁層110を開放することができる。
前記ビアホールが形成されると、前記ビアホールの内部を導電性物質で充填して前記ビアV1、V2、V3を形成することができる。前記ビアV1、V2、V3は、銅(Cu)、銀(Ag)、錫(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、及びパラジウム(Pd)のうちから選択されるいずれか一つの物質で形成され得る。また、前記導電性物質の充填は、無電解めっき、電解めっき、スクリーン印刷(Screen Printing)、スパッタリング(Sputtering)、蒸発法(Evaporation)、インクジェットティング、及びディスフェンシングのうちいずれか一つまたはこれらの組み合わせた方式を用いることができる。
上記のように、前記第3回路パターン層140及び前記第4回路パターン層150のそれぞれのパッド140P、150Pは、シード層、第1パターン、第2パターン、及び表面処理層を含む。以下では、その構造について具体的に説明する。但し、前記第4回路パターン層150のパッド150Pは、実質的に前記第3回路パターン層140のパッド140Pと同じ層構造を有するので、前記第3回路パターン層140のパッド140Pの構造を中心に説明する。
図2に示すように、第3回路パターン層140は、パッド140P及びトレース140Tを含む。そして、前記パッド140Pは、シード層141、第1パターン層142、第2パターン層143、及び表面処理層144を含む。そして、前記トレース140Tは、シード層141及び第1パターン層142を含むことができる。例えば、前記第3回路パターン層140のパッド140P及びトレース140Tは、互いに異なる層構造を有することができる。
前記第1パターン層142は、第1厚さT1を有することができる。例えば、前記第1パターン層142の第1厚さT1は、7μm~17μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第1パターン層142の第1厚さT1は、9μm~15μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第1パターン層142の第1厚さT1は、10μm~13μmの範囲を満足することができる。ここで、前記第1パターン層142は、パッド140P及びトレース140Tを構成するパターンであり得る。
前記第2パターン層143は、前記第1パターン層142上に前記第1パターン層142の第1厚さT1よりも薄い第2厚さT2を有して配置され得る。例えば、前記第2パターン層143の第2厚さT2は、5μm~15μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第2パターン層143の第2厚さT2は、7μm~13μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第2パターン層143の第2厚さT2は、8μm~11μmの範囲を満足することができる。
これを通じて、実施例においては、回路基板の全厚さを減らすことができ、前記回路基板の最外側絶縁層である前記第2絶縁層112の最上端の表面から回路基板上に実装される最下端までの距離を減らすことができるので、全体的なチップパッケージの厚さを減らすことができる。
前記表面処理層144は、前記第2パターン層143上に、前記第1厚さT1及び前記第2厚さT2よりも薄い第3厚さT3を有して配置され得る。例えば、前記表面処理層144の第3厚さT3は、0.1μm~10μmの範囲を満足することができる。例えば、前記表面処理層144の第3厚さT3は、0.5μm~8μmの範囲を満足することができる。例えば、前記表面処理層144の第3厚さT3は、1μm~5μmの範囲を満足することができる。但し、前記第3厚さT3は、前記表面処理層144が上述したENEPIG層で構成された場合における表面処理層144の厚さ範囲である。例えば、前記表面処理層144は、前記第2パターン層143上に形成された0.002μm~0.244μmの厚さ範囲のニッケル(Ni)金属層と、前記ニッケル(Ni)金属層上に形成された0.049μm~4.878μmの厚さ範囲のパラジウム(Pd)金属層と、前記パラジウム(Pd)金属層上に形成された0.049μm~4.478μmの厚さ範囲の金(Au)金属層とを含むことができる。しかし、実施例はこれに限定されず、前記表面処理層144が金(Au)を含む金(Au)金属層のみを含むことができる。このとき、前記表面処理層144が有する第3厚さT3は、上記記載の厚さ範囲よりも低い厚さ範囲を有することができる。例えば、前記金(Au)金属層の厚さは、0.049μm~4.478μmの範囲を有することができる。例えば、前記金(Au)金属層の厚さは、0.244μm~3.902μmの範囲を有することができる。例えば、前記金(Au)金属層の厚さは、0.488μm~2.439μmの範囲を有することができる。
前記シード層141は、前記第2絶縁層112と前記第1パターン層142との間に第4厚さT4を有して配置される。例えば、前記シード層141の第4厚さT4は、0.5μm~5μmの範囲を満足することができる。例えば、前記シード層141の第4厚さT4は、0.8μm~3.5μmの範囲を満足することができる。例えば、前記シード層141の第4厚さT4は、1.0μm~2.5μmの範囲を満足することができる。ここで、前記シード層141は、パッド140P及びトレース140Tを構成するパターンであり得る。
一方、前記回路基板の内側回路パターン層に対応する前記第1回路パターン層120は、第5厚さT5を有することができる。前記第1回路パターン層120が有する第5厚さT5は、前記第1パターン層142が有する第1厚さT1に対応することができる。例えば、前記第1回路パターン層120の第5厚さT5は、7μm~17μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第1回路パターン層120の第5厚さT5は、9μm~15μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第1回路パターン層120の第5厚さT5は、10μm~13μmの範囲を満足することができる。但し、前記第1回路パターン層120がシード層を含む場合、前記第1回路パターン層120は、上記記載の第5厚さT5に前記シード層141が有する第4厚さT4を合わせたものに対応することができる。
前記第2絶縁層112は、第6厚さT6を有することができる。前記第2絶縁層112の第6厚さT6は、前記第1回路パターン層120の上面から前記第2絶縁層112の上面までの距離に対応することができる。例えば、前記第2絶縁層112の第6厚さT6は、10μm~30μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第2絶縁層112の第6厚さT6は、15μm~25μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第2絶縁層112の第6厚さT6は、18μm~23μmの範囲を満足することができる。
一方、前記第3回路パターン層140を構成する前記パッド140Pのシード層141、第1パターン層142、第2パターン層143、及び表面処理層144は、互いに異なる幅を有することができる。
前記パッド140Pの前記第1パターン層142は、第1幅W1を有することができる。例えば、前記パッド140Pの前記第1パターン層142の第1幅W1は、5μm~300μmの範囲を満足することができる。例えば、前記パッド140Pの前記第1パターン層142の第1幅W1は、70μm~200μmの範囲を満足することができる。例えば、前記パッド140Pの前記第1パターン層142の第1幅W1は、100μm~150μmの範囲を満足することができる。
前記パッド140Pの前記第2パターン層143は、前記パッド140Pの前記第1パターン層142上に、前記第1パターン層142が有する第1幅W1よりも小さい第2幅W2を有して配置され得る。例えば、前記パッド140Pの前記第2パターン層143の第2幅W2は、3μm~250μmの範囲を満足することができる。例えば、前記パッド140Pの前記第2パターン層143の第2幅W2は、50μm~150μmの範囲を満足することができる。例えば、前記パッド140Pの前記第2パターン層143の第2幅W2は、60μm~100μmの範囲を満足することができる。
これにより、前記パッド140Pの前記第1パターン層142の上面は、前記第2パターン層143の下面と直接接触する第1部分と、前記第1部分以外の第2部分とを含むことができる。そして、前記第1パターン層142の上面の第2部分は、前記第1保護層160と直接接触することができる。
また、前記パッド140Pの前記第1パターン層142の第1部分の幅は、前記第2部分の幅よりも大きくてもよい。前記第2部分を介して前記パッド140Pの一部分が前記第1保護層160の下部に形成されることにより、前記回路基板から前記パッド140Pが分離されて脱膜されることを防止することができ、前記第1パターン層142の厚さが前記第2パターン層143の厚さよりも厚く形成されることにより、前記第2部分が前記第1部分よりも幅が小さくても前記回路基板から前記パッドが分離されないように接着力を確保することができる。例えば、前記第1パターン層142の厚さが前記第2パターン層143の厚さよりも薄い場合、前記回路基板上に実装されるチップとの連結時に前記第2パターン層143が脱膜するとき、前記第1パターン層142が支持することができないので、前記パッド140Pが前記回路基板から脱膜することがある。また、実施例においては、前記第1部分の幅を前記第2部分の幅よりも大きく形成することにより、前記回路基板に実装されたチップとの連結を容易にすることができる。
前記表面処理層144は、前記第2パターン層143上に、前記パッド140Pの前記第1パターン層142の第1幅W1よりも小さく、前記第2パターン層143の第2幅W2よりも大きい第3幅W3を有して配置され得る。例えば、前記表面処理層144の第3幅W3は、4μm~280μmの範囲を満足することができる。例えば、前記表面処理層144の第3幅W3は、70μm~180μmの範囲を満足することができる。例えば、前記表面処理層144の第3幅W3は、80μm~120μmの範囲を満足することができる。
一方、前記トレース140Tの第1パターン層142は、前記パッド140Pの第1パターンとは異なる幅を有することができる。例えば、前記トレース140Tの第1パターン層142は、前記パッド140Pの第1パターンが有する第1幅W1よりも狭い第4幅W4を有することができる。前記トレース140Tの第1パターン層142の第4幅W4は、0.5μm~20μmの範囲を満足することができる。例えば、前記トレース140Tの第1パターン層142の第4幅W4は、0.8μm~15μmの範囲を満足することができる。例えば、前記トレース140Tの第1パターン層142の第4幅W4は、1.0μm~10μmの範囲を満足することができる。
一方、前記トレース140Tは、前記第2絶縁層112上に互いに離隔して複数形成され得る。このとき、複数のトレースのうち互いに隣り合うトレース140Tは、第5幅W5だけ離隔し得る。前記トレース140Tの間隔間隔に対応する第5幅W5は、0.5μm~20μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第5幅W5は、0.8μm~15μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第5幅W5は、1.0μm~10μmの範囲を満足することができる。
一方、第1実施例においては、前記第2パターン層143の上面は、前記第1保護層160の上面と同一平面上に位置することができる。
これにより、前記表面処理層144は、前記第2パターン層143の上面に配置される第1部分と、前記第1部分から延びる第2部分とを含むことができる。例えば、前記表面処理層144の下面は、前記第2パターン層143の上面と直接接触する表面処理層144の第1部分と、前記第1保護層160の上面と直接接触する表面処理層144の第2部分とを含むことができる。このとき、実施例においては、前記表面処理層144を形成するとき、マスク(図示せず)の開口部が前記第1幅W1と前記第2幅W2との間の前記第3幅W3を有するようにする。これにより、実施例においては、前記表面処理層144が前記第2パターン143の上面から延びて前記第1保護層160の上面にも一部形成できるようにする。
また、実施例においては、マスクなしで前記シード層141、前記第1パターン層142、前記第2パターン層143を用いて前記表面処理層144をめっきすることもできる。このとき、前記表面処理層144の第1部分の幅は、前記表面処理層144の第2部分の幅よりも大きくてもよい。これにより、前記表面処理層144と前記第2パターン層143とが互いに直接接触する前記表面処理層144の第1部分の幅を広く形成することにより、前記表面処理層144が 前記第2パターン層143から脱落することを防止することができ、これにより前記保護層と前記パッド140Pとの接着力を向上させることができる。これにより、実施例においては、チップを実装するための接着部材(図示せず)の配置空間を広く確保することができ、これによるチップボンディング性を向上させることができる。即ち、実施例においては、前記第2パターン層143の幅に比べて前記表面処理層144の幅が大きくなるようにし、これにより接着部材(図示せず)との接触面積が広くなるようにして、ソルダーボールやワイヤなどの接着部材とのボンディング性を向上させることができる。
一方、前記第1回路パターン層120と前記第3回路パターン層140は、互いに異なる表面粗さ(Ra)を有することができる。例えば、実施例における内側回路パターン層は、外側回路パターン層とは異なる表面粗さ(Ra)を有することができる。
例えば、前記第1回路パターン層120は、第1表面粗さ(Ra)を有することができる。前記第1表面粗さ(Ra)は、0.83μm~1.0μmの範囲を有することができる。即ち、前記第1回路パターン層120には、前記第2絶縁層112との接合力向上のため粗さ処理が施され、これにより0.83μm~1.0μmの範囲の第1表面粗さ(Ra)を有することができる。
前記第3回路パターン層140は、前記第1回路パターン層120よりも小さい第2表面粗さ(Ra)を有することができる。例えば、前記第2表面粗さ(Ra)は、0.70μm~0.82μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第1パターン層141の前記第2表面粗さ(Ra)は、0.70μm~0.82μmの範囲を満足することができる。例えば、前記第2パターン層142の前記第2表面粗さ(Ra)は、0.70μm~0.82μmの範囲を満足することができる。例えば、前記表面処理層144の前記第2表面粗さ(Ra)は、0.70μm~0.82μmの範囲を満足することができる。
即ち、実施例においては、前記第1表面粗さ(Ra)よりも前記第2表面粗さ(Ra)が大きくてもよい。前記第1回路パターン層120には、前記第2絶縁層112との接合力向上のために、より大きな粗さ処理が必要であり、前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、前記保護層または前記回路基板上に実装されるチップまたはメイン印刷回路基板との連結のための接触部材との接触のための粗さが必要であるので、相対的に小さな粗さ処理をしても構わない。さらに、前記第3回路パターン層140のパッド140Pは、別の粗さ処理なしに図12のように前記シード層141をエッチングする工程で発生する粗さのみ形成されても構わない。
一方、前記第1保護層160は、前記第1表面粗さ(Ra)と前記第2表面粗さ(Ra)との間の第3表面粗さ(Ra)を有することができる。例えば、前記第1保護層160の前記第3表面粗さ(Ra)は、0.80μm~0.90μmの範囲を満足することができる。前記第1保護層160の表面粗さは、別に限定されないが、前記第1保護層160上にチップを実装してモールディングする過程でモールディング層との接合力を確保するほどであればよい。
図3~図15は、図1に示す回路基板の第1製造方法を工程順に示すものであり、図16及び図17は、図1に示す回路基板の第2製造方法を説明するための図である。
以下では、添付の図面を参照して、図1に示す回路基板の製造方法を具体的に説明する。
図3を参照すると、実施例においては第1絶縁層111を用意する。そして、実施例においては、前記第1絶縁層111が用意されると、前記第1絶縁層111に第1回路パターン層120、第2回路パターン層130、及び第1ビアV1が形成する工程を行うことができる。これについて簡単に説明すると、前記第1絶縁層111が用意されると、前記第1絶縁層111の一面または両面の表面にシード層(図示せず)を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第1絶縁層111はCCL(Copper Clad Laminate)であり得、これにより前記シード層は、前記CCLを構成する銅箔層であり得る。これとは異なり、前記シード層は、無電解めっきを通じて前記第1絶縁層111の第1面及び第2面の少なくとも一つにそれぞれ形成され得る。次に、実施例においては、前記シード層が形成された第1絶縁層111に第1ビアホールを形成する工程を行うことができる。その後、実施例においては、前記第1絶縁層111の第1面及び第2面の少なくとも一つの面上に開口部を含むマスク(図示せず)を形成し、前記マスクの開口部内にめっきを行い、第1回路パターン層120及び第2回路パターン層130の少なくとも一つの回路パターン層と第1ビアV1を形成することができる。
次に、図4を参照すると、実施例においては、前記第1絶縁層111の第1面に第2絶縁層112を積層し、前記第1絶縁層111の第2面に第3絶縁層113を積層する工程を行うことができる。このとき、前記第2絶縁層112の第1面及び前記第3絶縁層113の第2面には、それぞれ金属層141、151が形成され得る。そして、前記金属層141、151は、前記第3回路パターン層140及び前記第4回路パターン層150を形成するためのシード層として使用され得る。これにより、前記金属層141、151は、シード層とも言える。
次に、図5を参照すると、実施例においては、前記第2絶縁層112及びその第1面に配置されたシード層141を貫通する第2ビアホールVH2を形成し、前記第3 絶縁層113及びその第2面に配置されたシード層151を貫通する第3ビアホールVH3を形成する工程を行うことができる。
次に、図6を参照すると、実施例においては、前記シード層141、151上に第1マスクM1を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第2絶縁層112上のシード層141に配置された第1マスクM1は、前記第2ビアV2及び第3回路パターン層140が形成される領域をオープンする開口部(図示せず)を含むことができる。また、前記第3絶縁層113上のシード層151に配置された第1マスクM1は、前記第3ビアV3及び前記第4回路パターン層150が形成される領域をオープンする開口部(図示せず)を含むことができる。
次に、図7を参照すると、実施例においては、前記シード層141、151を用いて電解めっきを行うことができる。具体的には、実施例においては、前記第1マスクM1の開口部に金属物質を充填して、第1-1めっき層142a、第1-2めっき層152a、第2ビアV2、及び第3ビアV3を形成することができる。
前記第1-1めっき層142a及び第2ビアV2は、同時に形成され得る。さらに、前記第1-1めっき層142a及び第2ビアV2は、同一物質で同時に形成され得る。
このとき、前記第1-1めっき層142aは、上述した第3回路パターン層140のパッド140P及びトレース140Tの第1パターン層142に対応することができ、前記第1-2めっき層152aは、第4回路パターン層150のパッド150P及びトレース150Tの第1パターン層152に対応することができる。但し、前記第1-1めっき層142aは、前記第3回路パターン層140の第1パターン層142の厚さよりも厚く、前記第1-2めっき層152aは、前記第4回路パターン層 150の第1パターン層152の厚さよりも厚くてもよい。
次に、図8及び図9を参照すると、実施例においては、一次研削工程を行うことができる。前記第1研削工程は、前記第1-1めっき層142a及び前記第2ビアV2をめっきを通じて形成するとき、前記第2ビアホールVH2によりディンプル現象(前記第1-1めっき層142aまたは前記第2ビアV2の幅方向の中央部が凹んで形成される現象(図示せず)により、前記第1-1めっき層142aの上部表面が平坦ではないので、絶縁層を多層に形成するとき、warpageが発生したり、ビア間の連結不良が発生することを防止することができる。
このとき、前記一次研削工程は、前記第1マスクM1と前記第1-1めっき層142aを一緒に研削して前記第3回路パターン層140の第1パターン層142を形成する第1工程と、前記第1マスクM1と前記第1-2めっき層152aを一緒に研削して前記第4回路パターン層150の第1パターン層152を形成する第2工程とを含むことができる。前記第1研削工程により、前記第3回路パターン層140の第1パターン層142及び前記第4回路パターン層150の第1パターン層152は、それぞれ上述した第1厚さT1を有するようになる。そして、実施例においては、前記第1研削工程が完了すると、前記第1マスクM1を剥離する工程を行うことができる。但し、実施例はこれに限定されず、前記第1マスクM1の剥離工程なしに次の工程を行うことができる。
即ち、図10を参照すると、前記一次研削工程が完了すると、実施例においては、第2マスクM2を形成する工程を行うことができる。このとき、前記第2マスクM2は、前記第1マスクM1を除去した後に形成され得、これとは異なり、前記第1マスクM1の上に形成され得る。但し、前記第2マスクM2は、前記第1マスクM1が有する開口部よりも小さい開口部を有することができる。これにより、前記第2マスクM2の少なくとも一部は、前記第3回路パターン層140の第1パターン層142及び前記第4回路パターン層150の第1パターン層142上に配置され得る。
次に、図11を参照すると、実施例においては、前記シード層141、151を用いて電解めっきを行うことができる。具体的には、実施例においては、前記第2マスクM2の開口部に金属物質を充填して第2-1めっき層143a及び第2-2めっき層153aを形成することができる。
このとき、前記第2-1めっき層143aは、上述した第3回路パターン層140のパッド140Pの第2パターン層143に対応することができ、前記第2-2めっき層153aは、第4回路パターン層150のパッド150Pの第2パターン153に対応することができる。但し、前記第2-1めっき層143aは、前記第3回路パターン層140の第2パターン層143の厚さよりも厚く、前記第2-2めっき層153aは、前記第4回路パターン層150の第2パターン層153の厚さよりも厚くてもよい。
次に、図12を参照すると、実施例においては、前記第2マスクM2を除去する工程を行うことができる。そして、実施例においては、前記第2マスクM2が除去されると、前記シード層141、151をエッチングする工程を行うことができる。具体的には、実施例においては、前記第2絶縁層112の第1面に配置されたシード層141のうち、前記第1パターン層141と垂直方向に重ならない領域をエッチングして除去することができる。また、実施例においては、前記第3絶縁層113の第2面に配置されたシード層151のうち前記第1パターン層151と垂直方向に重ならない領域をエッチングして除去することができる。
次に、図13を参照すると、実施例においては、前記第2絶縁層112上に第1ソルダーレジスト層160aを形成することができる。このとき、前記第1ソルダーレジスト層160aは、前記第2-1めっき層143aと同じ高さを有することができる。また、実施例においては、前記第3絶縁層113上に第2ソルダーレジスト層170aを形成することができる。このとき、前記第2ソルダーレジスト層170aは、前記第2-2めっき層153aと同じ高さを有することができる。
次に、図14を参照すると、実施例においては、二次研削工程を行うことができる。即ち、実施例においては、前記第1ソルダーレジスト層160aと前記第2-1めっき層143aとを研削する第1工程と、前記第2ソルダーレジスト層170aと前記第2-2めっき層153aとを研削する第2工程とを含むことができる。これにより、実施例においては、前記第1ソルダーレジスト層160aと前記第2-1めっき層143aとを研削して第1保護層160と第3回路パターン層140のパッド140Pの第2パターン層143とを形成することができる。また、実施例においては、前記第2ソルダーレジスト層170aと前記第2-2めっき層153aとを研削して、第2保護層170と第4回路パターン層150のパッド150Pの第2パターン層153とを形成することができる。
しかし、前記二次研削工程は、省略され得る。例えば、前記第2-1めっき層143aは、前記第3回路パターン層140のパッド140Pの第2パターン層143に対応する厚さに形成され得、前記第2-2めっき層153aは、第4回路パターン層150のパッド150Pの第2パターン層153に対応する厚さに形成され得、このような場合、前記第2次研削工程を省略することができる。但し、前記二次研削工程は、前記パッド140P、150Pの第2パターン層143、153を形成するとき、工程条件の調節が難しくて、前記第2パターン層143、153の厚さの制御が誤った場合の信頼性向上のために追加され得る。
次に、図15を参照すると、実施例においては、前記第1保護層160と前記第3回路パターン層140のパッド140Pの第2パターン層143上に表面処理層144を形成する工程を行うことができる。また、実施例においては、前記第2保護層170と前記第4回路パターン層150のパッド150Pの第2パターン層153上に表面処理層154を形成する工程を行うことができる。
一方、上記では、回路基板の製造時に、二次研削工程が、前記第1保護層160及び第2保護層170を形成するソルダーレジスト層が形成された後に行われた。これにより、前記第1保護層160及び第2保護層170は、前記2次研削工程により、前記第2パターン層143、153と同じ高さを有することができた。
これとは異なり、図16を参照すると、他の実施例においては、図11の製造が完了した後に、前記第2マスクM2と第2-1めっき層143a及び第2-2めっき層153aとを研削する二次研削工程を行うことができる。これにより、図16を参照すると、前記第3回路パターン層140及び第4回路パターン層150のパッド140P、150Pの第2パターン層143、153は、ソルダーレジスト層が形成される前に形成され得る。
次に、図17を参照すると、実施例においては、前記第2絶縁層112及び第3回路パターン層140上に、前記第2パターン層143、153を覆う第1及び第2ソルダーレジスト層160a、170aを形成することができる。そして、実施例においては、ディッピング(dipping)工程を行い、前記第1及び第2ソルダーレジスト層160a、170aの高さを調節することができる。即ち、図17に示すように、前記第1保護層160及び第2保護層170は、研削工程ではなく、露光及び現像工程を通じて前記第2パターン142、153の高さと同じ高さを有することができる。
図18は、第2実施例に係る回路基板を示す図である。
図18を参照すると、第2実施例に係る回路基板は、第2パッド及び表面処理層の構造を除いた残りの部分は、図1及び図2の第1実施例の回路基板と同一であり、これにより第2パッド及び表面処理層についてのみ説明する。
回路基板は、絶縁層212、内側回路パターン層に対応する第1回路パターン層212、ビアV2、パッド、及び第1保護層260を含む。
そして、回路基板は、第1最外側回路パターン層に対応する第3回路パターン層240を含む。また、前記第3回路パターン層240は、パッド240Pとトレース240Tとを含む。
前記第3回路パターン層240のトレース240Tは、シード層241及び第1パターン層242を含むことができる。また、前記第3回路パターン層240のパッド240Pは、シード層241、第1パターン層242、第2パターン層243、及び表面処理層244を含む。
このとき、第1実施例におけるパッド140Pの第2パターン層143の上面と第1保護層160の上面は、同一平面上に位置した。
これとは異なり、第2実施例におけるパッド240Pの第2パターン層243の上面は、前記第1保護層260の上面とは互いに異なる平面上に位置することができる。具体的には、前記第1保護層260の上面は、前記第2パターン層243の上面よりも低く位置することができる。
即ち、前記第1保護層260は、上述したように、研削またはディッピングを通じてソルダーレジスト層を除去して形成される。このとき、前記研削を通じて前記第1保護層260を形成する場合、第2パターン層243とソルダーレジスト層との間の硬度の差により、前記ソルダーレジスト層が前記第2パターン層243よりも多く研磨され得る。これにより、上記のように、前記第1保護層260の上面は、前記第2パターン層243の上面よりも低く位置することができる。
これとは異なり、実施例においては、前記第2パターン243の表面の信頼性を高めるために、上記のように、前記第1保護層260の上面が前記第2パターン層243の上面よりも低く位置するようにする。即ち、前記第1保護層260は、上述したように、第2パターン層243の表面を覆ったソルダーレジスト層を除去することにより形成される。このとき、前記第1保護層260の上面が前記第2パターン層243の上面と同じ高さを有するように研削またはディッピング工程を行う場合、工程能力によって前記第2パターン層243の上面が完全に露出しない信頼性問題が発生することがある。さらに、前記第2パターン層243の上面が完全に露出したとしても、前記第2パターン層243の上面には、ソルダーレジスト層を構成したレジンが残存することがある。これにより、実施例においては、上記のような問題を解決するために、前記第1保護層260の上面が前記第2パターン層243の上面よりも低く位置するようにする。
これにより、第2実施例における表面処理層244は、前記第2パターン層243の上面だけでなく、その一部の側面にも形成される。即ち、前記第2パターン層243は、第1保護層260の上面から突出する突出領域を含む。
そして、前記表面処理層244は、前記第2パターン層243の突出領域の上面に配置される第1部分と、前記第2パターン層243の突出領域の側面に配置される第2部分とを含むことができる。そして、第1実施例と同様に、前記第2パターン層243の第2部分の一部は、前記第1保護層260の上面と接触することができる。
このとき、前記第2パターン層243の突出領域は、前記第2パターン層243と前記第1保護層260とが接する領域よりも小さくてもよい。即ち、前記第1保護層260の上面が前記第2パターン層243の上面よりも少し低く位置するようにすることができる。前記突出領域が前記第1保護層260の上面から突出しすぎる場合、前記回路基板上に実装されるチップ間の接着部材が互いに連結されて断線する問題が発生することがあり、前記回路基板にメイン印刷回路基板と連結するためのソルダーボールを形成するとき、ソルダーボール間に断線が発生することがある。
図19は、第3実施例に係る回路基板を示す図である。
図19を参照すると、第3実施例に係る回路基板は、最外側回路パターン層である第3回路パターン層のパッドを構成するシード層、第1パターン、第2パターンの形状を除いた残りの部分は、第1実施例の回路基板と同一であり、これによりパッドを構成するシード層、第1パターン、第2パターンの形状についてのみ説明する。
先ず、第1実施例においては、パッド140Pのシード層141、第1パターン層142、及び第2パターン層152の側面が、第1保護層160の上面に対して垂直な平面であった。
これとは異なり、第3実施例においては、前記パッド340Pのシード層341、第1パターン層342、第2パターン層343のうち少なくとも一つの側面は、ラウンドした曲面を含むことができる。即ち、図12を参照すると、実施例においては、回路基板の製造工程にシード層をエッチングする工程を含む。このとき、実施例においては、前記シード層のエッチング工程時間またはエッチング条件(例えば、エッチングレート)を調節して、前記シード層だけでなく、前記第1パターン層342の側面及び/または第2パターン層343の側面の一部も一緒にエッチングされるようにする。
これにより、実施例においては、前記シード層341の側面、前記第1パターン層342の側面、及び前記第2パターン層343の側面のうち少なくとも一つは、エッチングによりラウンドした曲面に形成され得る。
一方、第1実施例のように、前記第1実施例においては、パッド140Pのシード層141、第1パターン層142、第2パターン層152の側面が第1保護層160の上面に対して垂直な場合、前記第1保護層160を形成する工程において、これらの間の界面にエアが満ちる問題が発生し、これによるエア空間に対応するボイド(void)問題が発生するようになる。
これに対し、第3実施例のように、前記パッド340Pのシード層341、第1パターン層342、第2パターン層343のうち少なくとも一つの側面がラウンドした曲面を有する場合、前記エアが満ちる問題を解決することができ、これによる前記ボイドなどの信頼性問題を解決することができる。
一方、前記パッド340Pのシード層341、第1パターン層342、第2パターン層343のうち少なくとも一つの側面は、ラウンドした曲面を有する場合には、前記側面が平面に形成される場合に比べて、前記第1保護層との界面間の接触面積を増加させることができ、これによる前記第1保護層360との接着力を向上させて、前記第1保護層360の脱膜を防止することができる。
実施例においては、回路パターン層を含む。前記回路パターン層は、チップが実装されるパッドである電極層を含む。前記電極層は、第1~第4層を含むことができる。例えば、前記電極層は、シード層、第1パターン層、第2パターン層、及び表面処理層を含むことができる。このとき、前記表面処理層は、前記第2パターン層の上面に配置される第1部分と、前記第1部分から延びて前記保護層の上面に配置される第2部分とを含むことができる。これにより、実施例は、前記第2部分を含む表面処理層によりチップを実装するための接着部材(図示せず)の配置空間を広く確保することができ、これによるチップボンディング性を向上させることができる。即ち、実施例においては、前記第2パターン層の幅に比べて前記表面処理層の幅が大きくなるようにし、これにより接着部材との接触面積が広くなるようにすることができる。これにより、実施例においては、前記接着部材との接触面積を増加させることができ、これによるソルダーボールやワイヤなどの接着部材とのボンディング性をさらに向上させることができる。
さらに、前記第2部分が前記保護層の上面に配置されることにより、チップを実装するための接着部材(図示せず)を配置するときに、前記保護層が前記第2部分を支持できるようにする。これにより、実施例においては、従来のオーバーハング構造(例えば、前記表面処理層の終端が保護層、第1パターン層、及び第2パターン層と接触せずに離隔して配置された構造)とは異なり、前記表面処理層が前記接着部材による破損を防止することができる。
また、実施例においては、前記第2パターン層の上面が保護層の上面よりも高く位置するようにすることができる。これにより、実施例においては、前記第2パターン層の上面に前記保護層のレジンが残存することを防止することができる。これにより、実施例においては、前記パッドの上面全体を前記チップとの連結のための空間として用いることができる。したがって、実施例においては、回路集積度を向上させることができ、電気的及び物理的信頼性を向上させることができる。さらに、実施例においては、前記表面処理層が前記突出した第2パターン層の側面の一部にも配置されるようにする。これにより、実施例においては、前記表面処理層と前記第2パターン層との間の接触面積を向上させることができる。したがって、実施例においては、前記表面処理層が前記第2パターン層から分離される脱膜問題を解決することができ、これによる電気的及び物理的信頼性を向上させることができる。
また、実施例においては、前記パッドを構成するシード層、第1パターン層、第2パターン層のうち少なくとも一つの側面がラウンドした曲面を有するようにする。これにより、実施例においては、前記シード層、第1パターン層、及び第2パターン層と前記保護層との間の接触面積を増加させることができる。これにより、実施例においては、前記保護層を形成する工程において、前記パッドと前記保護層との間の浮き上がり(例えば、保護層とパッドとの間に空気層を形成)問題を解決することができる。したがって、実施例においては、前記保護層が前記パッドから分離される脱膜問題を解決することができ、さらに回路基板の全体的な物理的信頼性及び電気的信頼性を向上させることができる。
図20は、実施例に係るパッケージ基板を示す図である。
図20を参照すると、パッケージ基板200は、図1、図18、及び図19のうち少なくとも一つに示す回路基板を含む。以下では、説明の便宜上、図1に示す回路基板を含むパッケージ基板について説明する。但し、実施例はこれに限定されず、以下で説明されるパッケージ基板は、図18または図19に示す回路基板を含むこともできる。
また、パッケージ基板200は、前記回路基板のパッド上に配置される接着部材を含む。
具体的には、パッケージ基板200は、前記回路基板の第3回路パターン層140のパッド140P上に配置される第1接着部材210を含むことができる。また、パッケージ基板200は、前記回路基板の第4回路パターン層150のパッド150P上に配置される第2接着部材240を含むことができる。
前記第1接着部材210及び前記第2接着部材240は、互いに異なる形状を有することができる。例えば、前記第1接着部材210は、六面体形状であり得る。例えば、前記第1接着部材210の断面は、四角形状を含むことができる。例えば、前記第1接着部材210の断面は、長方形または正方形の形状を含むことができる。前記第2接着部材240は、球形状を含むことができる。例えば、前記第2接着部材240の断面は、円形状または半円形状を含むことができる。例えば、前記第2接着部材240の断面は、部分的または全体的にラウンドした形状を含むことができる。一例として、前記第2接着部材240の断面形状は、一側面で平面であり、前記一側面とは反対となる他側面で曲面であることを含むことができる。一方、前記第2接着部材240は、ソルダーボールであり得るが、これに限定されない。
前記第1接着部材210上には、チップ220が実装され得る。例えば、前記チップ220は、駆動ICチップ(Drive IC chip)を含むことができる。例えば、前記チップ220は、駆動ICチップ(Drive IC chip)以外のソケットまたは素子を含む多様なチップを意味することができる。例えば、前記チップ220は、ダイオードチップ、電源ICチップ、タッチセンサICチップ、MLCCチップ、BGAチップ、チップコンデンサのうち少なくとも一つを含むことができる。例えば、前記チップ220は、電力管理集積回路PMIC(Power Management IC)であり得る。例えば、前記チップ220は、揮発性メモリ(例えば、DRAM)、不揮発性メモリ(例えば、ROM)、フラッシュメモリなどのメモリチップであり得る。例えば、前記チップ220は、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラなどのアプリケーションプロセッサ(AP)チップ、またはアナログ-デジタルコンバータ、ASIC(application-specific IC)などのロジックチップであり得る。ここで、図面上にはパッケージ基板200に1個のチップのみが実装されるものとして示したが、これに限定されない。例えば、前記回路基板の第3回路パターン層140は、互いに離隔する複数のパッドを含むことができる。そして、前記複数のパッド上には、チップがそれぞれ実装され得る。例えば、前記複数のチップは、セントラルプロセッサ(CPU)に対応する第1APチップと、グラフィックプロセッサ(GPU)に対応する第2APチップとを含むことができる。
前記回路基板上には、モールディング層230が形成され得る。前記モールディング層230は、前記実装されたチップ220を覆って配置され得る。例えば、前記モールディング層230は、前記実装されたチップ220を保護するために形成されるEMC(Epoxy Mold Compound)であり得るが、これに限定されない。
一方、実施例における前記第3回路パターン層140の複数のパッド140Pの第1間隔は、前記第4回路パターン層150の複数のパッド150Pの第2間隔とは異なり得る。例えば、前記第3回路パターン層140の複数のパッド140Pの第1間隔は、前記チップ220の端子(図示せず)に対応することができる。また、前記第4回路パターン層150の複数のパッド150Pの第2間隔は、前記第2接着部材240を介して付着される外部ボード(図示せず)の端子(図示せず)に対応することができる。このとき、前記第3回路パターン層140の複数のパッド140Pの第1間隔は、前記第4回路パターン層150の複数のパッド150Pの第2間隔よりも小さくてもよい。例えば、前記第3回路パターン層140は、前記チップ220の端子(図示せず)に対応する微細パターンであり得る。
前記回路基板のビアV1、V2、V3、第1回路パターン層120、及び第2回路パターン層130は、互いに異なる間隔を有する前記第3回路パターン層140の複数のパッド140Pと前記第4回路パターン層150の複数のパッド150Pとの間を連結することができる。
このとき、ビアV1、V2、V3は、より小さい第1間隔を有するパッド140Pと、より大きい第2間隔を有するパッド150Pとを連結するために、互いに異なる幅を有することができる。
例えば、前記第2ビアV2は、前記パッド140Pが有する第1間隔に対応する幅を有することができる。例えば、前記第3ビアV2は、前記パッド150Pが有する第2間隔に対応する幅を有することができる。例えば、前記第1ビアV1の幅は、前記第2ビアV2が有する幅と前記第3ビアV3が有する幅との間であり得る。例えば、実施例におけるビアV1、V2、V3は、前記パッド140Pに近いほど、または前記パッド150Pから離れるほど幅が徐々に減少し得る。例えば、実施例における第2ビアV2は、最小幅を有することができ、前記第3ビアV3は、最大幅を有することができ、前記第1ビアV1は、前記第2ビアV2と前記第3ビアV3との間の幅を有することができる。
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果などは、少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例にのみ限定されるものではない。また、各実施例に例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって、他の実施例に対しても組合せまたは変形して実施可能である。したがって、このような組合せと変形に係る内容は、実施例の範囲に含まれると解釈されるべきである。
以上では実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎず、実施例を限定するものではなく、実施例が属する分野で通常の知識を有した者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能であることが理解できるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点は、添付された請求範囲で設定する実施例の範囲に含まれると解釈されるべきである。
Claims (10)
- 絶縁層と、
前記絶縁層上に配置された電極層と、
前記絶縁層上に配置され、前記電極層の上面の少なくとも一部と垂直に重なる開口部を含む保護層と、を含み、
前記電極層は、
前記絶縁層上に配置された第1層と、
前記第1層上に配置された第2層と、
前記第2層上に配置された第3層と、
前記第3層上に配置された第4層と、を含み、
前記第2層の幅は、前記第3層の幅よりも大きく、
前記第2層の厚さは、前記第3層の厚さよりも大きく、
前記保護層の上面は、前記第3層の上面の高さ以下である、回路基板。 - 前記第1層は、
前記絶縁層の上面に配置されたシード層であり、
前記第2層は、
前記シード層上に配置された回路パターン層の第1パターン層であり、
前記第3層は、
前記回路パターン層の第1パターン層上に配置された前記回路パターン層の第2パターン層であり、
前記第4層は、
前記回路パターン層の第2パターン層上に配置された表面処理層である、請求項1に記載の回路基板。 - 前記電極層は、チップが実装されるパッドである、請求項1に記載の回路基板。
- 前記電極層の前記第2層は、
前記電極層の前記第3層と同じ金属物質を含む、請求項1に記載の回路基板。 - 前記電極層の前記第2層は、
前記電極層の前記第4層の幅よりも大きい幅を有する、請求項1に記載の回路基板。 - 前記電極層の前記第2層の厚さは、
前記電極層の前記第4層の厚さよりも大きい、請求項1に記載の回路基板。 - 前記保護層の上面は、前記電極層の前記第3層よりも低く位置し、
前記電極層の前記第3層は、前記保護層の上面から突出する突出領域を含む、請求項1に記載の回路基板。 - 前記電極層の前記第4層は、
前記電極層の前記第3層の上面に配置される第1部分と、
前記第1部分から延び、前記第3層の前記突出領域の側面に配置される第2部分と、を含む、請求項7に記載の回路基板。 - 前記電極層の前記第4層は、
前記電極層の前記第3層の上面に配置される第1部分と、
前記第1部分から延び、前記保護層の上面に配置される第2部分と、を含む、請求項1に記載の回路基板。 - 前記電極層の前記第2層及び前記第3層の少なくとも一つの側面は、曲面を含む、 請求項1乃至請求項9のうちいずれか一項に記載の回路基板。
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