KR100366412B1 - 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것이다. 본 발명에서는 인쇄회로기판을 제조함에 있어서, 볼패드나 본딩패드(48)의 금도금을 위한 전원을 공급하는 타이바(50)를 금도금 후 제거하였고, 또한 솔더리지스트의 도포를 2차에 나누어서 수행하여 타이바(50)가 제거된 자리가 상대적으로 낮아지는 것을 차단하였다. 또한 볼패드의 솔더리지스트의 제거면적을 1차와 2차공정에서 달리하여 솔더리지스트가 볼패드의 금도금표면에 위치하지 않도록 하였다. 이와 같은 본 발명에 의하면 타이바(50)가 제거되어 인쇄회로기판(30)에서 신호전달지연과 노이즈발생이 방지되고, 몰딩작업이 원활하게 이루어지게 되는 이점이 있으며, 솔더리지스트가 접착특성이 좋지 않은 금도금층에 위치하지 않게 되어 제품완성후 떨어지는 현상을 방지하였다.

Description

인쇄회로기판의 제조방법{Making method for PCB}

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그 제조공정중에서 사용되는 타이바 부분을 제거하여 형성하는 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 다층 인쇄회로기판의 단면도가 도시되어 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(10)은 절연성의 수지층(12)에 구리박막층(14)을 교대로 적층하여 이루어진다. 여기서, 상기와 같이 수지층(12)과 구리박막층(14)을 차례로 적층시키는 방법에는 말 그대로 수지층(12)과 구리박막층(14)을 차례로 적층시키는 방법과 구리박막(구리박막층)이 코팅된 수지재(수지층)들 사이에 프리프레그(prepreg)를 개재하여 형성하는 방법이 있다.

다음으로, 상기 교대로 적층된 구리박막층(14) 사이의 전기적 접속을 위해 인쇄회로기판(10)을 상하로 관통하는 관통홀(16)을 천공하고, 무전해 및 전기도금법을 이용하여 상기 관통홀(16)의 내벽에 내측도금층(16a)과 인쇄회로기판(10) 최상면과 최하면에 외측도금층(16b)을 형성한다.

상기와 같이 형성된 내측도금층(16a)은 상기 구리박막층(14)들 및 외측도금층(16b) 사이의 전기적인 접속을 수행하게 된다. 여기서 상기 구리박막층(14,16b)은 현상, 노광, 에칭등의 공정을 거쳐 회로패턴, 볼패드, 본딩패드 등을 형성하게 된다.

한편, 도 2에는 인쇄회로기판(10)의 최상층의 구성을 도시하고 있는데, 이에 따르면, 상기 통공(16)의 둘레에는 상기 내측도금층(16a)에 의해 형성되는랜드(16L)가 구비된다. 그리고 인쇄회로기판(10)에 실장되는 반도체와의 접속을 위한 와이어(Wire)본딩패드(18)가 최상층의 구리박막층(14)과 외측도금층(16b)으로 형성된다.

다음으로 상기 본딩패드(18)와 랜드(16L)를 연결하도록 상기 구리박막층(14)과 외측도금층(16b)으로 회로패턴(19)이 형성되고, 상기 랜드(16L)에 연결되어 인쇄회로기판(10)의 제조공정중에 상기 본딩패드(18)에 금도금을 하기 위한 전원을 제공하는 타이바(20)가 형성된다. 상기 타이바(20)는 단품의 인쇄회로기판의 가장자리측으로 연장형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 인쇄회로기판의 제조공정은 다음과 같다.

먼저, 내부에 구비되는 수지층(12)에 형성되는 구리박막층(14)을 만들고 이에 회로패턴(19)을 형성하는 인너레이어(inner layer) 형성단계를 수행한다. 그리고, 이와 같은 층을 다단으로 형성하고 각각의 단에는 각각 회로패턴(19)를 형성한다. 상기 회로패턴(19)의 형성에는 노광, 현상, 에칭 등의 공정이 사용될 수 있다.

그리고 원하는 만큼의 적층이 이루어지고 나면 드릴이나 레이저를 사용하여 상기 관통홀(16)을 천공하게 된다. 이와 같이 관통홀(16)을 형성하고 나면, 상기 관통홀(16)의 내부와 인쇄회로기판(10)의 상면과 하면을 형성하는 부분을 도금하고, 이에 회로패턴(19), 본딩패드(18), 볼패드(Ball pad) 및 타이바(20) 등의 부분을 형성하는 아웃레이어(out layer) 형성단계를 수행한다.

상기와 같이 회로패턴(19) 등을 형성하고 나면, 이들 사이의 절연을 위해 솔더리지스트를 도포하는 PSR공정을 수행하게 된다. 상기 솔더리지스트를 도포함에 있어서는 물론 도포되는 표면의 정면가공이 먼저 이루어지고, 그 후 인쇄, 가건조, 노광, 현상, 경화 등의 공정을 거치게 된다. 여기서 상기 PSR공정은 2차에 걸쳐 반복하여 수행될 수도 있다.

다음으로, 상기 본딩패드(18) 등에는 실장되는 반도체와의 금재료의 와이어(gold wire)를 사용하여 반도체와 회로기판을 연결시에 전기적 접속이 확실하게 되도록 전해금도금을 하게 되는데, 상기 타이바(20)가 상기 본딩패드(18)의 금도금시에 전원을 공급하는 역할을 하게 된다.

이와 같이 금도금이 마쳐지면 알칼리에칭, 라우팅작업 등을 거쳐 제품을 완성하고, 제품테스트를 거쳐 완성품을 만들어 낸다.

그러나 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래의 인쇄회로기판에는 다음과 같은 문제점이 있다.

인쇄회로기판(10)에서 상기 타이바(20)부분은 상기 본딩패드(18)에의 금도금을 위해서 사용되고 실제로 완성된 제품의 단계에서는 전혀 사용되지 않는 부분이다. 그리고 상기 타이바(20)가 있으므로 해서, 관통홀(16)의 랜드(16L)와 본딩패드(18) 사이의 신호전달에서 노이즈가 생기게 되고, 신호전달시간이 길어지게 되는 등의 인쇄회로기판(10)의 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인쇄회로기판의 기능과 상관없는 부분을 제거하여 인쇄회로기판의 성능을 극대화하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인쇄회로기판의 신뢰성을 높여주는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인쇄회로기판을 사용하여 형성되는 제품의 신뢰성을 높여주는 것이다.

도 1은 일반적인 다층 인쇄회로기판의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 인쇄회로기판의 상면일부를 보인 평면도.

도 3은 본 발명에 의한 다층 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 다층 인쇄회로기판의 실시예를 설명하기 위한 평면도.

도 5는 본 발명에 의한 다층 인쇄회로기판의 실시예를 설명하기 위한 볼패드의 단면도.도 6은 본 발명에 의한 다층 인쇄회로기판의 제조공정을 설명하기 위한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 인쇄회로기판 32: 수지층

34: 관통공 40: 도금층

42: 내측도금층 44: 랜드

46: 회로패턴 48: 본딩패드

50: 타이바

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 각각 회로패턴이 구비되는 다수의 층을 적층하여 형성하는 적층단계와, 상기 적층된 다수의 층 사이를 전기적으로 연결하는 연결단계와, 표면에 회로패턴과 패드 및 상기 패드와 전기적으로 연결되는 도금인입선을 형성하는 아웃레이어형성단계와, 상기 아웃레이어에 솔더리지스트를 도포한 후 상기 패드의 솔더리지스트를 선택적으로 제거하는 1차PSR단계와, 상기 1차PSR단계에서 솔더리지스트가 제거된 패드부분에 상기 도금인입선을 통해 전기를 공급하여 금도금을 수행하는 금도금단계와, 상기 도금인입선을 제거하는 단계와, 상기 도금인입선이 제거된 부분을 채우고 상기 회로패턴에 솔더리지스트를 소정의 두께로 도포하는 2차PSR단계를 포함하여 구성된다.

상기 금도금단계는 상기 패드부분만이 제거된 드라이필름을 라미네이팅하는 단계와, 상기 패드부분을 노광하고 현상하는 단계와, 상기 패드부분에 상기 타이바를 통해 전원을 공급하여 전해금도금을 수행하는 단계와, 상기 드라이필름을 제거하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 2차PSR단계는 솔더리지스트를 상면과 하면에 도포하는 단계와, 금도금된 패드부분에 노광하여 현상하여 솔더리지스트를 제거하는 단계와, 후처리하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 1차PSR단계에서 상기 패드부분에서 제거되는 PSR의 면적은 상기 2차PSR단계에서 제거하는 면적보다 작게 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 인쇄회로기판에서 신호전달 속도가 빨라지고 노이즈발생을 최소화할 수 있게 되고, 인쇄회로기판이 연배열 되어 있는 경우 전기적으로 개별인쇄회로기판을 검사할 수 없던 종래 제품에 비해 전기적인 검사가 가능하며, 칩을 인쇄회로기판에 실장하여 몰딩함에 있어 몰딩작업이 보다 완벽하게 이루어지게 되는 등의 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 실시예는 먼저 내부에 위치되는 수지층(32)과 회로패턴으로 되는 도금층(40)을 형성하여 인너레이어(inner layer)를 형성한다. 상기 인너레이어는 예를 들면 동장적층판(Copper Clad Laminate)을 사용하여 형성할 수 있다. 여기서 상기 도금층(40)은 인쇄회로기판(30)이 완성되면 회로패턴으로 되는 부분으로 편의상 도금층(40)으로 설명한다.

다음으로는 상기 인너레이어상에 수지층(32)과 도금층(40)을 번갈아 형성하여 다수개의 층을 적층하게 된다. 이때에도 동작적층판을 사용할 수 있으며, 수지층(32)에 노광,현상, 에칭, 박리공정을 거쳐 도금층(40), 즉 회로패턴을 형성하여 다수개의 층을 형성할 수 있다.

상기와 같이 하여 다수개의 수지층(32)과 도금층(40)을 적층 형성한 후에는 상기 다수개의 층에 형성된 도금층(40) 즉 회로패턴을 연결시키기 위한 공정을 수행한다. 즉, 상하로 관통되게 관통공(34)을 형성한다. 상기 관통공(34)은 드릴을 사용하거나 레이저를 사용하여 천공하게 된다. 또한 인쇄회로기판(30)을 완전히 관통하지 않고 일부의 층만을 관통하는 블라인드 비어홀을 형성할 수도 있다.

그리고는 상기 관통공(34)의 내부와 인쇄회로기판(30)의 상면과 하면에 도금층(40)을 형성한다. 이때, 상기 도금층(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 랜드(44), 회로패턴(46), 본딩패드(48) 및 타이바(50)로 된다.

여기서 상기 랜드(44)는 관통공(34)의 둘레이고, 상기 회로패턴(46)은 상기 랜드(44)와 본딩패드(48)를 서로 전기적으로 연결하는 부분이다. 그리고 상기 본딩패드(48)는 인쇄회로기판(30) 상에 실장되는 반도체와 연결하기 위한 골드와이어(Gold wire)가 본딩되는 부분이고, 상기 타이바(50)는 상기 본딩패드(48)에 금도금을 수행하기 위한 전원을 공급하는 부분이다. 그리고 인쇄회로기판(30)의 종류에 따라서는 그 하면에 솔더볼(도시되지 않음)의 장착을 위한 볼패드(도시되지 않음)가 구비된다.도 6a에서 도 6e는 본 발명의 제조방법을 설명하기 위해 인쇄회로기판의 상면 부분만을 간략히 도시한 것이다. 도 6a에는 수지층(32)에 관통공(34)이 형성되고 상기 관통공(34)의 내부와 수지층(32)의 상면에 도금에 의해 랜드(44), 본딩패드(48), 회로패턴(46), 타이바(50)가 상호연결된 상태를 도시하고 있다. 도면중 가는 실선은 상기 랜드(44), 본딩패드(48), 회로패턴(46), 타이바(50)를 구분하기 위한 것이다.

다음으로는, 도 6b에서와 같이, 상기 상면과 하면에 솔더리지스트를 도포하여 상기 본딩패드(48), 볼패드 및 타이바(50) 부분을 선택적으로 제거하기 위한 1차PSR단계가 진행된다. 도 4에는 상기 타이바(50)부분이 점선으로 표시되어 있다.

보다 자세히 설명하면, 1차솔더리지스트(51)를 인쇄회로기판(30)의 상면과 하면에 도포하고, 각각 가건조(pre-cure)한 후, 노광, 현상공정을 수행하여 선택적으로 1차솔더리지스트(51)를 제거한다. 이때, 노광과 현상은 상기 타이바(50)와 본딩패드(48) 및 볼패드에 대해 이루어진다. 도6b의 51a, 51b는 타이바(50)와 본딩패드(48) 및 볼패드 상의 제거되는 1차솔더리지스트(51)를 표기한 것이다. 여기서 상기 타이바(50)를 제외한 부분은 추후에 금도금이 이루어지는 부분이다. 노광과 현상공정이 끝나고 나면 경화처리를 하여 1차PSR단계를 마친다.

그리고 1차PSR단계에서 솔더리지스트가 제거된 본딩패드(48)와 볼패드 부분에 금도금을 수행하게 된다.

즉, 도 6c에 도시된 바와 같이, 전처리공정인 포토처리(Photo-treatment)를 수행하고, 드라이필름(52)을 상기 상면과 하면에 덮는다. 이때, 상기 드라이필름(52)에는 본딩패드(48)와 볼패드에 대응되는 부분만이 제거되어 있다.

그리고 상기 본딩패드(48)와 볼패드에 전처리 공정을 수행하고 상기 본딩패드(48)와 볼패드에 전해금도금을 하게 된다. 이를 위해 상기 타이바(50)를 통해 외부로 부터 전원을 공급하여 도금한다. 이때, 상기 본딩패드(48)와 볼패드의 상면에는 먼저 니켈(Ni)이 도금되고, 그 위에 금(Au)이 도금된다. 그리고는 상기 드라이필름을 제거하게 된다.

다음의 공정은 상기 타이바(50) 부분을 에칭하여 제거하는 것이다. 즉, 도6d에 도시된 바와 같이, 상기 본딩패드(48)와 볼패드에의 전해 금도금층(53)이 완성되고 나면, 그 기능을 다한 타이바(50)를 제거하는 것이다. 이때에는 알칼리 에칭을 통해 선택적으로 타이바(50) 만을 제거하게 되고, 상기 볼패드나 본딩패드(48)에는 금도금층(53)이 형성되어 알칼리 에칭시에 본딩패드(48)는 금도금층에 의해 보호되어 제거되지 않게 된다. 그리고는 산처리(Acid-treatment)과정을 수행하게 된다. 이때 상기 타이바(50)가 제거된 부분(54)은 수지층(32)이 노출되어 다른 부분보다 높이가 낮게 된다.

그 다음의 공정은 상기 타이바(50)가 제거된 부분을 채우고 2차솔더리지스트(55)를 소정의 두께로 도포하는 2차PSR단계이다. 즉, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 상면과 하면에 2차솔더리지스트(55)를 소정의 두께로 도포하여 상기 타이바(50)가 제거된 부분(54)을 다른 부분과 같은 높이가 되도록 한다.

그리고 상기 금도금된 본딩패드(48)와 볼패드부분을 선택적으로 노광하고 현상하여 2차솔더리지스트(55)를 제거하게 된다. 이때, 상기 볼패드에서 2차솔더리지스트(55)가 제거되는 면적은 상기 1차PSR단계에서 제거되는 면적보다는 크게 한다. 이와 같이 하는 것은 도 5에 도시된 바와 같이, 금도금된 표면에 솔더리지스트가 도포되지 않도록 하는 것이다. 이는 상기 금표면과 솔더리지스트 사이의 접착특성이 좋지 않아 제품의 완성후에 솔더리지스트가 금표면으로부터 분리되는 경우가 생기기 때문이다.

다음으로는 건조과정과 자외선경화과정을 수행하여 2차PSR과정을 마치게 된다. 그리고 상기 2차PSR과정을 마친 후에는 외곽가공공정과, 테스트, 검사 등의 과정을 거쳐 제품을 완성하게 된다.

이와 같은 본 발명은 인쇄회로기판(30)에서 볼패드나 본딩패드(48)에 전원을 공급하여 전해 금도금을 수행할 수 있도록 하는 타이바(50)를 제거한 상태로 완제품을 만들도록 하는 것이다.

그리고 상기 타이바(50)를 제거하게 되면 그 부분이 상대적으로 낮아지게 되어, 반도체 패키지에 인쇄회로기판이 사용되는 경우 칩을 덮어싸는 몰딩컴파운드의 유동이 그 부분에서 잘 이루어지지 않게 될 수 있는데, 2차PSR공정에서 상기 타이바(50)가 제거된 부분을 2차 솔더리지스트(55)로 충진하므로 이와 같은 현상이 발생하지 않게 된다.

또한 상기 볼패드에 도포된 솔더리지스트를 제거함에 있어서 1차PSR공정에서 제거되는 면적보다 2차PSR공정에서 제거되는 면적이 크게 되도록 하게 되면, 상기 볼패드에 인접한 솔더리지스트의 형상이 도 5에 도시된 바와 같이 형성된다. 즉 솔더리지스트가 상대적으로 접착특성이 좋지 않은 금도금면상에 남아있지 않게 되어 제품의 완성후에 솔더리지스트가 분리되는 문제가 발생하지 않게 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 제조방법에 의하면, 볼패드나 본딩패드의 금도금을 위한 전원을 공급하는 타이바를 금도금이 완성된 후 제거하여 실제의 사용시에 타이바의 존재에 의한 노이즈의 발생, 신호전달의 지연 등의 현상을 없애 인쇄회로기판의 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

그리고 솔더리지스트를 도포하는 공정을 2차로 나누어 수행하고 각각의 공정에서 볼패드부분의 솔더리지스트를 제거함에 있어 그 제거면적을 달리하여 볼패드의 금도금층상에 솔더리지스트가 위치되는 것을 방지하여 제품완성후 솔더리지스트가 분리되는 것을 방지하여 제품의 신뢰성을 제고하는 효과가 있다.

또한 2차PSR공정에서 타이바를 제거한 부분에 솔더리지스트를 채워넣어 칩의 실장 후 이를 몰딩하는 과정에서 몰딩컴파운드의 흐름을 보다 원활하게 하여 몰딩불량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 각각 회로패턴이 구비되는 다수의 층을 적층하여 형성하는 적층단계와,

   상기 적층된 다수의 층 사이를 전기적으로 연결하는 연결단계와,

   표면에 회로패턴과 패드 및 상기 패드와 전기적으로 연결되는 도금인입선을 형성하는 아웃레이어형성단계와,

   상기 아웃레이어에 솔더리지스트를 도포한 후 상기 패드의 솔더리지스트를 선택적으로 제거하는 1차PSR단계와,

   상기 1차PSR단계에서 솔더리지스트가 제거된 패드부분에 상기 도금인입선을 통해 전기를 공급하여 금도금을 수행하는 금도금단계와,

   상기 도금인입선을 제거하는 단계와,

   상기 도금인입선이 제거된 부분을 채우고 상기 회로패턴에 솔더리지스트를 소정의 두께로 도포하는 2차PSR단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 금도금단계는

   상기 패드부분만이 제거된 드라이필름을 라미네이팅하는 단계와,

   상기 패드부분을 노광하고 현상하는 단계와,

   상기 패드부분에 상기 타이바를 통해 전원을 공급하여 전해금도금을 수행하는 단계와,

   상기 드라이필름을 제거하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 2차PSR단계는

   솔더리지스트를 상면과 하면에 도포하는 단계와,

   금도금된 패드부분에 노광하여 현상하여 솔더리지스트를 제거하는 단계와,

   후처리하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
6. 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 1차PSR단계에서 상기 패드부분에서 제거되는 PSR의 면적은 상기 2차PSR단계에서 제거하는 면적보다 작게 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.