KR100619338B1 - Method for manufacturing semiconductor packaging substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연물질을 사용하여 반도체 패키지 기판의 공간을 채움으로써, 반도체 칩이 실장되는 표면의 평탄도를 향상시키고 대량 생산이 가능한 반도체 패키지 기판 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of fabricating a semiconductor package substrate by filling the space of the semiconductor package substrate using an insulating material, thereby improving the flatness of the surface on which the semiconductor chip is mounted and mass production.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법은 (A) 비아홀 및 회로 패턴이 형성된 다수의 원판을 제공하는 단계; (B) 상기 다수의 원판의 비아홀 및 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 절연물질로 충진하고, 각각의 원판의 회로 패턴이 노출될 때까지 상기 절연물질을 평평하게 연마하는 단계; 및 (C) 상기 각각의 원판에 솔더 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 솔더 레지스트 패턴에서 노출된 상기 각각의 원판의 회로 패턴에 니켈/금도금을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a semiconductor package substrate, the method including: (A) providing a plurality of discs on which via holes and circuit patterns are formed; (B) filling via holes and portions in which the circuit patterns of the plurality of disks are not formed with an insulating material, and flattening the insulating material until the circuit patterns of the respective discs are exposed; And (C) forming a solder resist pattern on each of the original plates, and performing nickel / gold plating on the circuit patterns of the respective original plates exposed by the solder resist patterns.
반도체 패키지 기판, 인쇄회로기판, 반도체 칩, 프리프레그, 비아홀Semiconductor Package Substrate, Printed Circuit Board, Semiconductor Chip, Prepreg, Via Hole
Description
도 1a 내지 도 1d는 비아홀을 솔더 레지스트로 매립하는 종래의 반도체 패키지 기판 제작 방법의 단면도.1A to 1D are cross-sectional views of a conventional method for fabricating a semiconductor package substrate in which via holes are filled with solder resist.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 제작 방법에 따라 제작되고 두 가지 방식으로 반도체 칩이 실장된 반도체 패키지 기판의 단면도.2A and 2B are cross-sectional views of a semiconductor package substrate fabricated according to the fabrication method of FIG. 1 and mounted with semiconductor chips in two ways.
도 2c는 도 2b의 반도체 칩과 와이어 본딩 패드를 연결시킨 반도체 패키지 기판의 단면도.FIG. 2C is a cross-sectional view of the semiconductor package substrate connecting the semiconductor chip and the wire bonding pad of FIG. 2B. FIG.
도 3a 내지 도 3f는 비아홀을 매립용 잉크로 매립하는 종래의 반도체 패키지 기판 제작 방법의 단면도.3A to 3F are cross-sectional views of a conventional method for manufacturing a semiconductor package substrate in which via holes are filled with a filling ink;
도 4a 및 도 4b는 도 3의 제작 방법에 따라 제작되고 두 가지 방식으로 반도체 칩이 실장된 반도체 패키지 기판의 단면도.4A and 4B are cross-sectional views of a semiconductor package substrate fabricated according to the fabrication method of FIG. 3 and mounted with semiconductor chips in two ways.
도 4c는 도 4b의 반도체 칩과 와이어 본딩 패드를 연결시킨 반도체 패키지 기판의 단면도.4C is a cross-sectional view of the semiconductor package substrate in which the semiconductor chip and wire bonding pad of FIG. 4B are connected.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 단면도.5A through 5F are cross-sectional views of a method of manufacturing a semiconductor package substrate in accordance with an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 단면도.6A to 6F are cross-sectional views of a method of manufacturing a semiconductor package substrate according to another embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따라 두 가지 방식으로 반도체 칩이 실장된 반도체 패키지 기판의 단면도.7A and 7B are cross-sectional views of a semiconductor package substrate on which semiconductor chips are mounted in two ways, in accordance with embodiments of the present invention.
도 7c는 도 7b의 반도체 칩과 와이어 본딩 패드를 연결시킨 반도체 패키지 기판의 단면도.FIG. 7C is a cross-sectional view of the semiconductor package substrate connecting the semiconductor chip and the wire bonding pad of FIG. 7B. FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100, 200, 300 : 반도체 패키지 기판 110, 210, 310 : 원판100, 200, 300:
111, 211, 311 : 원판의 절연수지 112, 212, 312 : 원판의 동박층111, 211, 311: Insulation resin of
113, 213, 313 : 비아홀 120, 220, 320 : 동도금113, 213, 313: Via
130, 230, 330 : 솔더 레지스트 140, 240, 340 : 니켈/금도금130, 230, 330: Solder Resist 140, 240, 340: Nickel / Gold Plating
150, 250, 350 : 절연물질 360, 370 : 반도체 칩150, 250, 350:
300 : 진공 라미네이션 400 : V-프레스300: vacuum lamination 400: V-press
500 : 분리수단 A, A′: 접착제500: separation means A, A ': adhesive
본 발명은 반도체 패키지 기판 제작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연물질을 사용하여 반도체 패키지 기판의 공간을 채움으로써, 반도체 칩이 실장되는 표면의 평탄도를 향상시키고 대량 생산이 가능한 반도체 패키지 기판 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor package substrate, and more particularly, to fill a space of a semiconductor package substrate by using an insulating material, to improve the flatness of the surface on which the semiconductor chip is mounted and to manufacture a semiconductor package substrate It is about a method.
최근 반도체 패키지 기판은 다수의 반도체 칩을 채용하는 MCP(Multi-Chip Package) 형태로 발전되고 있다. 즉, 하나의 반도체 패키지 기판의 단일 실장 부분에 다수의 반도체 칩이 실장하는 방식으로 발전되고 있으며, 단일 전자 제품에 다기능을 요구하는 최근 경향에 따라 앞으로도 계속 발전될 것이다.Recently, a semiconductor package substrate has been developed in the form of a multi-chip package (MCP) employing a plurality of semiconductor chips. That is, it is being developed in such a way that a plurality of semiconductor chips are mounted on a single mounting portion of one semiconductor package substrate, and will continue to be developed in accordance with the recent trend of demanding multifunctionality in a single electronic product.
도 1a 내지 도 1d는 비아홀(via hole)을 솔더 레지스트(solder resist)로 매립하는 종래의 반도체 패키지 기판 제작 방법의 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views of a conventional method for fabricating a semiconductor package substrate in which via holes are filled with a solder resist.
도 1a에서와 같이, 절연수지(11a)에 동박층(11b)이 입혀진 원판(11)의 상하 동박층(11b)을 연결하기 위하여 비아홀(11c)을 형성하고, 상하 동박층(11b)의 전기적 연결을 위하여 비아홀(11c) 내부에 동도금(12)을 수행한다.As shown in FIG. 1A, a
도 1b에서와 같이, 상기 원판(11)의 동박층(11b)에 회로 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 1B, a circuit pattern is formed on the
도 1c에서와 같이, 회로 패턴이 형성된 원판(11)의 표면과 비아홀(11c)에 솔더 레지스트(13)를 도포하고, 솔더 레지스트(13) 패턴을 형성하다.As shown in FIG. 1C, the
도 1d에서와 같이, 솔더 레지스트(13) 패턴에서 노출되는 와이어 본딩 패드(wire bonding pad)와 솔더볼 패드(solder ball pad)에 니켈/금도금(14)을 수행하여 반도체 패키지 기판(10)을 제작한다.As illustrated in FIG. 1D, the
도 1a 내지 도 1d의 제작 방법에 따라 제작된 반도체 패키지 기판(10)은 다수의 반도체 칩을 실장하는 경우, 적층되는 반도체 칩들로 인하여 전체 반도체 패키지 기판(10)의 높이가 높아지는 문제점이 있다.The
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 반도체 칩의 회로 연결선이 형성되지 않는 부분을 연마하여 반도체 칩의 두께를 얇게 제작하는 방법이 사용되고 있다.In order to overcome this problem, a method of manufacturing a thin semiconductor chip by polishing a portion where a circuit connection line of the semiconductor chip is not formed is used.
그러나, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 얇게 제작된 다수의 반도체 칩(16, 17)을 Ag 에폭시와 같은 습식 형태의 접착제(A)를 이용하여 반도체 패키지 기판(10)에 실장하는 경우, 실장 도중 습식 형태의 Ag 에폭시와 같은 접착제(A)가 반도체 칩(16, 17)의 접착 부위 외부로 범람하여 니켈/금도금(14)된 와이어 본딩 패드 또는 솔더볼 패드를 덮어 버리는 문제점이 있었고, 솔더 레지스트(13) 패턴의 단차로 인하여 반도체 칩(16, 17)이 파손되거나 균열이 생기는 문제점이 있었다.However, as shown in FIG. 2A, when a plurality of thinly manufactured
이에 대한 대응 방법으로, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 얇게 제작된 다수의 반도체 칩(16, 17)을 필름 타입의 접착제(A′)를 사용하여 반도체 패키지 기판(10)에 실장하는 방법이 있다. 그러나, 이 경우, 솔더 레지스트(13) 도포 시에 비아홀(11c) 부분이 함몰되어 반도체 패키지 기판(10)과 접착제(A′) 사이에 기공이 발생한다. 또한, 솔더 레지스트(13) 패턴의 단차로 인하여, 반도체 패키지 기판(10)과 접착제(A′) 사이에도 기공이 발생한다. 이러한 반도체 패키지 기판(10)과 접착제(A′) 사이에 발생하는 기공 때문에, 최종 제품의 불량률이 증가하고 신뢰성을 저하되는 문제점이 있었다.As a countermeasure thereof, as shown in FIG. 2B, a plurality of thinly manufactured
이러한 단차가 발생하는 문제점을 극복하기 위하여, 반도체 칩(16, 17)을 실장하기 전에 솔더 레지스트(13) 패턴을 연마하여 단차가 발생하지 않도록 하는 방법을 생각할 수 있으나, 통상적으로 사용되는 솔더 레지스트(13)가 매우 소프트하기 때문에 기술상 연마하기 어려운 문제점이 있었다.In order to overcome such a problem that the step occurs, a method of grinding the solder resist 13 pattern before mounting the
위와 같은 비아홀(11c)을 솔더 레지스트(13)로 매립하는 반도체 패키지 기판(10)의 제작 방법의 개선 방안으로 다음과 같은 비아홀을 매립용 잉크로 매립 하는 방법이 사용될 수 있다.As a method of improving the manufacturing method of the
도 3a 내지 도 3f는 비아홀을 매립용 잉크로 매립하는 종래의 반도체 패키지 기판 제작 방법의 단면도이다.3A to 3F are cross-sectional views of a conventional method for manufacturing a semiconductor package substrate in which via holes are filled with a filling ink.
도 3a에서와 같이, 절연수지(21a)에 동박층(21b)이 입혀진 원판(21)의 상하 동박층(21b)을 연결하기 위하여 비아홀(21c)을 형성하고, 상하 동박층(21b)의 전기적 연결을 위하여 비아홀(21c) 내부에 동도금(22)을 수행한다.As shown in FIG. 3A, a
도 3b에서와 같이, 매립용 잉크(25)를 이용하여 동도금(22)이 수행된 비아홀(21c)을 매립한다.As shown in FIG. 3B, the
도 3c에서와 같이, 비아홀(21c) 외부의 원판(21) 표면에 잔류하는 매립용 잉크(25)를 연마하여 제거한다.As shown in FIG. 3C, the
도 3d에서와 같이, 상기 원판(21)의 동박층(21b)에 회로 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 3D, a circuit pattern is formed on the
도 3e에서와 같이, 회로 패턴이 형성된 원판(21)에 솔더 레지스트(23)를 도포하고, 솔더 레지스트(23) 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 3E, the
도 3f에서와 같이, 솔더 레지스트(23) 패턴에서 노출되는 와이어 본딩 패드와 솔더볼 패드에 니켈/금도금(24)을 수행하여 반도체 패키지 기판(20)을 제작한다.As shown in FIG. 3F, nickel /
도 3f에서 알 수 있는 바와 같이, 매립용 잉크(25)를 이용한 제작 방법에 따라 제작된 반도체 패키지 기판(20)은 비아홀(21c) 부분이 함몰되지 않는다.As can be seen in FIG. 3F, the via
그러나, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 반도체 칩(26, 27)을 습식 형태의 접착제(A)를 이용하여 반도체 패키지 기판(20)에 실장하는 경우, 실장 도중 솔더 레지 스트(23) 패턴의 단차로 인하여 반도체 칩(26, 27)이 파손되거나 균열이 생기는 문제점 및 습식 형태의 Ag 에폭시와 같은 접착제(A)가 반도체 칩(16, 17)의 접착 부위 외부로 범람하여 니켈/금도금(14)된 와이어 본딩 패드 또는 솔더볼 패드를 덮어 버리는 문제점을 여전히 지니고 있다.However, as shown in FIG. 4A, when the semiconductor chips 26 and 27 are mounted on the
또한, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 여전히 솔더 레지스트(23) 패턴의 단차로 인한 반도체 패키지 기판(20)과 접착제(A′) 사이에 기공이 발생하는 문제점을 지니고 있다.In addition, as shown in FIG. 4B, pores are still generated between the
상기 문제점들 외에도, 도 2c 및 도 4c에 나타낸 바와 같이, 종래의 반도체 기판 제작 방법은 반도체 칩(16, 17 또는 26, 27)과 연결되는데 필요한 와이어 본딩 패드의 상부의 지름보다 니켈/금도금(14 또는 24) 두께(B)의 약 2배정도 두께를 더 필요로 한다. 이 때문에, 최근 소형화 및 집적화에 대응하기 위하여, 반도체 패키지 기판(10 또는 20) 상에 미세한 회로 패턴을 형성하기 어려운 문제점도 있었다.In addition to the above problems, as shown in FIGS. 2C and 4C, the conventional semiconductor substrate manufacturing method is nickel / gold plated 14 than the diameter of the upper portion of the wire bonding pad required to be connected to the
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 1 기술적 과제는 반도체 칩이 실장되는 반도체 패키지 기판 표면의 평탄도를 향상시키는 반도체 패키지 기판 제작 방법을 제공하는 것이다.The first technical problem of the present invention for solving the above problems is to provide a semiconductor package substrate manufacturing method for improving the flatness of the surface of the semiconductor package substrate on which the semiconductor chip is mounted.
본 발명의 제 2 기술적 과제는 반도체 칩 실장 시에 접착제와 반도체 패키지 기판 사이에 기공이 발생하지 않는 반도체 패키지 기판 제작 방법을 제공하는 것이다. A second technical problem of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor package substrate in which no pores are generated between the adhesive and the semiconductor package substrate during semiconductor chip mounting.
본 발명의 제 3 기술적 과제는 반도체 패키지 기판 상에 미세한 회로 패턴 형성이 가능한 반도체 패키지 기판 제작 방법을 제공하는 것이다.The third technical problem of the present invention is to provide a semiconductor package substrate manufacturing method capable of forming a fine circuit pattern on a semiconductor package substrate.
본 발명의 제 4 기술적 과제는 대량 생산이 가능한 반도체 패키지 기판 제작 방법을 제공하는 것이다.A fourth technical object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor package substrate capable of mass production.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법은 (A) 비아홀 및 회로 패턴이 형성된 다수의 원판을 제공하는 단계; (B) 상기 다수의 원판의 비아홀 및 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 절연물질로 충진하고, 각각의 원판의 회로 패턴이 노출될 때까지 상기 절연물질을 평평하게 연마하는 단계; 및 (C) 상기 각각의 원판에 솔더 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 솔더 레지스트 패턴에서 노출된 상기 각각의 원판의 회로 패턴에 니켈/금도금을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a method of manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention comprises the steps of (A) providing a plurality of discs formed with via holes and circuit patterns; (B) filling via holes and portions in which the circuit patterns of the plurality of disks are not formed with an insulating material, and flattening the insulating material until the circuit patterns of the respective discs are exposed; And (C) forming a solder resist pattern on each of the original plates, and performing nickel / gold plating on the circuit patterns of the respective original plates exposed by the solder resist patterns.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (B) 단계는, (B-1) 각각의 원판에 시트 타입(sheet type)의 절연물질을 적층하는 과정; (B-2) 상기 각각의 원판을 가열·압축하여 상기 각각의 원판의 비아홀 및 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 절연물질로 충진하는 과정; 및 (B-3) 상기 각각의 원판의 회로 패턴이 노출될 때까지 상기 절연물질을 평평하게 연마하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Step (B) of the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention may include: laminating a sheet type insulating material on each of (B-1) original plates; (B-2) heating and compressing each of the original plates to fill portions of each of the original plates without via holes and circuit patterns with an insulating material; And (B-3) flatly polishing the insulating material until the circuit patterns of the respective original plates are exposed.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (B-2) 과정은 상기 각각의 원판을 진공 라미네이션(vacuum lamination)으로 가열·압축하여 상기 원판의 비아홀 및 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 절연물질로 충진하는 것이 바람직하다.In the process (B-2) of the method for fabricating a semiconductor package substrate according to the present invention, each of the original plates is heated and compressed by vacuum lamination, and the via holes and circuit patterns of the original plates are not formed with an insulating material. It is preferable to fill.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (B-3) 과정은 상기 절연물질을 브러시(brush) 방식을 이용하여 평평하게 연마하는 것이 바람직하다.In the process (B-3) of the method of manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention, it is preferable to polish the insulating material flatly using a brush method.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (B-3) 과정은 상기 절연물질을 플레이트(plate) 연마 방식을 이용하여 평평하게 연마하는 것이 바람직하다.In the step (B-3) of the method of manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention, it is preferable that the insulating material is flatly polished by using a plate polishing method.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 시트 타입의 절연물질은 반경화 상태의 프리프레그(prepreg)인 것이 바람직하다.The sheet-type insulating material of the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention is preferably a prepreg in a semi-cured state.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (B) 단계는, (B-1) 상기 다수의 원판에 각각 시트 타입의 절연물질을 적층하는 과정; (B-2) 상기 다수의 원판의 절연물질 사이에 분리수단을 삽입하는 과정; (B-3) 상기 다수의 원판을 가열·압축하여 상기 다수의 원판의 비아홀 및 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 절연물질로 충진하는 과정; 및 (B-4) 각각의 상기 원판의 회로 패턴이 노출될 때까지 상기 절연물질을 평평하게 연마하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Step (B) of the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention may include: (B-1) laminating a sheet-type insulating material on each of the plurality of original plates; (B-2) inserting the separation means between the insulating material of the plurality of discs; (B-3) heating and compressing the plurality of disks to fill portions of the plurality of disks where via holes and circuit patterns are not formed with an insulating material; And (B-4) flatly polishing the insulating material until the circuit pattern of each of the original plates is exposed.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (B-3) 과정은 상기 다수의 원판을 V-프레스(Vacuum-press)로 가열·압축하여 상기 다수의 원판의 비아홀 및 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 절연물질로 충진하는 것이 바람직하다.The (B-3) process of the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention is a portion in which via holes and circuit patterns of the plurality of original plates are not formed by heating and compressing the plurality of original plates by V-press. It is preferable to fill with an insulating material.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (B-4) 과정은 상기 절 연물질을 브러시 방식을 이용하여 평평하게 연마하는 것이 바람직하다.In the process (B-4) of the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention, it is preferable that the insulating material is flatly polished using a brush method.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (B-4) 과정은 상기 절연물질을 플레이트 연마 방식을 이용하여 평평하게 연마하는 것이 바람직하다.In the process (B-4) of the method of manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention, it is preferable that the insulating material is flatly polished by using a plate polishing method.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 시트 타입의 절연물질은 반경화 상태의 프리프레그인 것이 바람직하다.The sheet-type insulating material of the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention is preferably a prepreg in a semi-cured state.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법은 상기 (A) 단계 이후에, (D) 상기 다수의 원판에 각각 RCC(Resin Coated Copper)를 적층하고, 상기 다수의 원판의 RCC 사이에 분리수단을 삽입하는 단계; (E) 상기 다수의 원판을 가열·압축하여 상기 다수의 원판의 비아홀 및 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 상기 RCC의 절연물질로 충진하는 단계; (F) 상기 다수의 원판의 RCC의 동박층에 각각 회로 패턴을 형성하는 단계; 및 (G) 상기 (D) 단계 내지 (F) 단계를 비아홀 및 회로 패턴을 형성하는 과정을 형성하고자 하는 층수만큼 반복 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention, after the step (A), (D) laminating Resin Coated Copper (RCC) on each of the plurality of disks, and inserting separation means between the RCCs of the plurality of disks. step; (E) heating and compressing the plurality of disks to fill portions where the via holes and circuit patterns of the plurality of disks are not formed with an insulating material of the RCC; (F) forming circuit patterns on copper foil layers of RCCs of the plurality of original plates, respectively; And (G) repeating steps (D) to (F) by the number of layers to form a process of forming a via hole and a circuit pattern.
본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 상기 (E) 단계는 상기 다수의 원판을 V-프레스로 가열·압축하여 상기 다수의 원판의 비아홀 및 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 상기 RCC의 절연물질로 충진하는 것이 바람직하다.In the step (E) of the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention, the plurality of original plates are heated and compressed by V-press, so that the via holes and circuit patterns of the plurality of original plates are not formed with the insulating material of the RCC. It is preferable to fill.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 단면도이다.5A through 5B are cross-sectional views of a method of manufacturing a semiconductor package substrate according to an embodiment of the present invention.
도 5a에서와 같이, 절연수지(111)에 동박층(112)이 입혀진 원판(110)의 상하 동박층(112)을 연결하기 위하여 비아홀(113)을 형성하고, 상하 동박층(112)의 전기적 연결을 위하여 비아홀(113) 내부에 동도금(120)을 수행한다.As shown in FIG. 5A, a via
여기서 원판(110)은 절연수지(111)에 동박층(112)이 입혀진 동박 적층판(copper clad laminate)을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 동박 적층판의 종류에는 그 용도에 따라, 유리/에폭시 동박 적층판, 내열수지 동박 적층판, 종이/페놀 동박 적층판, 고주파용 동박 적층판, 플렉시블 동박 적층판(flexible copper clad laminate), 리지드 플렉시블 동박 적층판(rigid-flexible copper clad laminate), 복합 동박 적층판 등의 여러 가지가 있다.In this case, it is preferable to use a copper clad laminate in which the
한편, 상기 비아홀(113)을 형성하는 과정은 CNC 드릴(Computer Numerical Control Drill)을 사용하여 사전에 설정된 위치에 따라 비아홀(113)을 형성하는 방법을 사용할 수 있다.On the other hand, the process of forming the via
또한, 비아홀(113) 내부에 동도금(120)을 수행하는 과정은 비아홀(113)의 내벽을 구성하는 절연체 상에 전해 동도금(120)을 수행할 수 없기 때문에, 비아홀(113) 내벽에 얇게 무전해 동도금을 수행한 후, 전해 동도금을 수행하는 것이 바람직하다.In addition, since the copper plating 120 is performed inside the via
도 5b에서와 같이, 상기 원판(110)의 동박층(112)에 회로 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 5B, a circuit pattern is formed on the
여기서 회로 패턴을 형성하는 과정은 먼저 드라이 필름을 적층하고, 노광·현상하여 소정의 패턴을 형성한 후, 원판(110)의 동박층(112)이 노출된 부분을 식각하여 소정의 회로 패턴을 형성하는 방식을 사용할 수 있다.In the process of forming the circuit pattern, first, the dry film is laminated, exposed and developed to form a predetermined pattern, and then the exposed portion of the
도 5c에서와 같이, 회로 패턴이 형성된 원판(110)의 양면에 시트 타입(sheet type)의 절연물질(150)을 적층한 후, 진공 라미네이션(vacuum lamination; 300)을 이용한 가열·압축을 수행하여 비아홀(113) 내부와 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 충진한다.As shown in FIG. 5C, after stacking the sheet
여기서 시트 타입의 절연물질(150)은 적층하기 용이하고, 반도체 패키지 기판(100)의 비아홀(113) 내부와 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 충진하기 용이한 반경화 상태의 프리프레그(prepreg)를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 프리프레그는 가열·압축 시에 경화되어 이후 공정에서 연마하기 용이한 상태가 된다.Herein, the sheet-
즉, 진공 라미네이션(400)을 이용한 가열·압축을 수행하여 비아홀 내부와 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 충진하다. 그 후에, RCC(Resin Coated Copper)의 동박층에 회로 패턴을 형성한 후, 절연물질(150)로 프리프레그를 적층하여 위와 같은 방식으로 RCC에 비아홀 내부와 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 충진할 수 있다.That is, heating and compression using the
도 5d에서와 같이, 절연물질(150)로 충진된 원판(110)의 표면 상에 회로 패턴이 노출될 때까지, 절연물질(150)을 평평하게 연마한다.As shown in FIG. 5D, the insulating
여기서 절연물질(150)을 연마하는 방식은 브러시(brush)를 이용하여 동박의 표면을 세정하는 브러시 방식, 산화알루미늄(Al2O3)과 같은 연마입자가 부착된 플레이트(plate)를 이용하여 표면을 처리하는 플레이트 연마 방식 등을 사용할 수 있다.Here, the method of polishing the insulating
도 5e에서와 같이, 회로 패턴이 노출된 원판(110)에 솔더 레지스트(130)를 도포하고, 솔더 레지스트(130) 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 5E, the solder resist 130 is applied to the
여기서 솔더 레지스트(130) 패턴은 먼저 솔더 레지스트(130)를 도포하고 가건조시킨 후, 소정의 패턴이 형성된 아트 워크 필름(art work film)을 밀착시키고 자외선에 노출시켜 경화시킨다. 그 후에, 자외선에 경화되지 않은 솔더 레지스트(130)를 식각한 후, 소정이 패턴이 형성된 솔더 레지스트(130)를 완전경화시켜 솔더 레지스트(130) 패턴이 형성된다.Here, the solder resist 130 pattern is first coated with a solder resist 130 and temporarily dried, and then the art work film on which a predetermined pattern is formed is adhered and exposed to ultraviolet rays to be cured. Thereafter, after etching the solder resist 130 not cured by ultraviolet rays, the solder resist 130 having a predetermined pattern is completely cured to form a solder resist 130 pattern.
도 5f에서와 같이, 솔더 레지스트(130) 패턴에서 노출되는 와이어 본딩 패드(wire bonding pad)와 솔더볼 패드(solder ball pad)에 니켈/금도금(140)을 수행하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판(100)을 제작한다.As shown in FIG. 5F, nickel /
도 5f에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판(100) 제조 방법은 연마하기 어려운 솔더 레지스트(130)가 아닌 절연물질(150)을 도 5d 단계에서 평평하게 표면이 연마되기 때문에, 솔더 레지스트(130) 패턴이 형성된 후에도 반도체 패키지 기판(100)의 표면이 매우 평평함을 알 수 있다.As can be seen in Figure 5f, the method for manufacturing a
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법의 단면도이다.6A to 6F are cross-sectional views of a method of manufacturing a semiconductor package substrate according to another embodiment of the present invention.
도 6a에서와 같이, 절연수지(211)에 동박층(212)이 입혀진 원판(210)의 상하 동박층(212)을 연결하기 위하여 비아홀(213)을 형성하고, 상하 동박층(212)의 전기적 연결을 위하여 비아홀(213) 내부에 동도금(220)을 수행한다.As shown in FIG. 6A, a via
도 6b에서와 같이, 상기 원판(210)의 동박층(212)에 회로 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 6B, a circuit pattern is formed on the
도 6c에서와 같이, 회로 패턴이 형성된 다수의 원판(210)의 양면에 각각 절연물질(250)을 적층하고, 절연물질들(250) 사이에 분리수단(500)을 삽입한 후, V-프레스(Vacuum-press; 400)를 이용한 가열·압축을 수행하여 비아홀(213) 내부와 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 절연물질(250)로 충진한다. 이와 같이, 분리수단(500)을 이용하여 다수의 원판을 적층한 후, 일회 공정으로 처리하므로, 대량 생산이 가능하다.As shown in FIG. 6C, the insulating
여기서 절연물질(250)은 적층하기 용이하고, 반도체 패키지 기판(200)의 비아홀(213) 내부와 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 충진하기 용이한 반경화 상태의 프리프레그를 사용할 수 있다. 이러한 프리프레그는 가열·압축 시에 경화되어 이후 공정에서 연마하기 용이한 상태가 된다.In this case, the insulating
한편, 회로 패턴이 형성된 원판(210) 상에 절연층 및 동박층을 적층하여 다층 반도체 패키지 기판(200)을 형성하는 경우, RCC를 절연물질(250)로 사용할 수 있다. 이 경우, 회로 패턴이 형성된 다수의 원판(210)에 RCC를 적층하고, RCC 사이에 분리수단(500)을 삽입한 후, V-프레스(400)를 이용한 가열·압축을 수행하여 비아홀 내부와 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 충진하다. 그 후에, RCC의 동박층에 회로 패턴을 형성한 후, 프리프레그와 같은 절연물질(250)을 적층하여 위와 같은 방식으로 RCC에 비아홀 내부와 회로 패턴이 형성되지 않은 부분을 충진할 수 있다.Meanwhile, when the multilayer
상기 분리수단(500)은 절연물질들(250)간에 분리하기 용이한 더미 기판(dummy substrate) 또는 릴리이즈 필름(release film) 등을 사용할 수 있다.The separation means 500 may use a dummy substrate or a release film that is easy to separate between the insulating
도 6d에서와 같이, 절연물질(250)로 충진된 원판(210)의 표면 상에 회로 패턴이 노출될 때까지, 절연물질(250)을 평평하게 연마한다.As shown in FIG. 6D, the insulating
여기서 절연물질(150)을 연마하는 방식은 브러시를 이용하여 동박의 표면을 세정하는 브러시 방식, 산화알루미늄과 같은 연마입자가 부착된 플레이트를 이용하여 표면을 처리하는 플레이트 연마 방식 등을 사용할 수 있다.Here, the method of polishing the insulating
도 6e에서와 같이, 회로 패턴이 노출된 원판(210)에 솔더 레지스트(230)를 도포하고, 솔더 레지스트(230) 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 6E, the solder resist 230 is applied to the
도 6f에서와 같이, 솔더 레지스트(230) 패턴에서 노출되는 와이어 본딩 패드와 솔더볼 패드에 니켈/금도금(240)을 수행하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판(200)을 제작한다.As shown in FIG. 6F, nickel /
도 6f에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판(200) 제조 방법은 연마하기 어려운 솔더 레지스트(230)가 아닌 절연물질(250)을 도 6d 단계에서 평평하게 표면이 연마되기 때문에, 솔더 레지스트(230) 패턴이 형성된 후에도 반도체 패키지 기판(200)의 표면이 매우 평평함을 알 수 있다.As can be seen in Figure 6f, the method for manufacturing a
또한, 도 6c에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판(200) 제조 방법은 V-프레스를 이용하여 다수의 반도체 패키지 기판(200)을 동시에 절연물질(250)로 충진할 수 있으므로, 대량 생산이 가능함을 알 수 있다.In addition, as can be seen in Figure 6c, the method for manufacturing a
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따라 두 가지 방식으로 반도체 칩이 실장된 반도체 패키지 기판의 단면도이고, 도 7c는 도 7b의 반도체 칩과 와이어 본딩 패드를 연결시킨 반도체 패키지 기판의 단면도이다.7A and 7B are cross-sectional views of a semiconductor package substrate in which semiconductor chips are mounted in two ways according to embodiments of the present invention, and FIG. 7C is a cross-sectional view of a semiconductor package substrate in which a wire bonding pad is connected to the semiconductor chip of FIG. 7B. to be.
도 7a에 나타낸 바와 같이, Ag 에폭시와 같은 습식 형태의 접착제(A)를 사용하여 반도체 칩(360, 370)을 실장하는 경우, 반도체 패키지 기판(300)과 접착제(A) 사이에 기공이 발생하지 않고, 접착제(A)가 반도체 패키지 기판(300)의 표면에 밀착되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 7A, when the
또한, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 필름 타입의 접착제(A′)를 사용하여 반도체 칩(360, 370)을 실장하는 경우에도, 반도체 패키지 기판(300)과 접착제(A′) 사이에 기공이 발생하지 않고, 접착제(A′)가 반도체 패키지 기판(300)의 표면에 밀착되는 것을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7B, even when the
뿐만 아니라, 도 7c에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제작된 반도체 패키지 기판(300)의 와이어 본딩 패드의 상부는 반도체 칩(360, 370)과 연결되는데 필요한 부분만 니켈/금도금(340)되는 것을 알 수 있다. 따라서, 불필요한 패턴이 형성되지 않으므로, 반도체 패키지 기판(300) 상에 보다 미세하고 집적된 회로 패턴을 형성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7C, the upper portion of the wire bonding pad of the
이상에서 본 발명에 대하여 설명하였으나 이는 일실시예에 지나지 않는 바, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양한 변화 및 변형이 가능함은 당업자에게는 자명한 사실일 것이다. 하지만, 이들은 본 발명의 범위 내에 속한다는 것은 이하의 청구범위를 통해서 확연해 질 것이다.Although the present invention has been described above, this is only one embodiment, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. However, it will be apparent from the following claims that they fall within the scope of the invention.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법은 반도체 칩이 실장되는 표면의 평탄도가 향상된 반도체 패키지 기판을 제공한다. As described above, the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention provides a semiconductor package substrate having improved flatness of a surface on which the semiconductor chip is mounted.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법은 반도체 칩 실장 시에 접착제와 반도체 패키지 기판 사이에 기공이 발생하지 않으므로, 최종 제품의 불량률을 감소시키고 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.Therefore, the method of manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention does not generate pores between the adhesive and the semiconductor package substrate during semiconductor chip mounting, thereby reducing the defective rate of the final product and improving reliability.
또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법은 반도체 칩과 연결하는데 필요한 부분만 니켈/금도금을 형성하므로, 반도체 패키지 기판 상에 보다 미세하고 집적된 회로 패턴이 형성할 수 있는 효과도 있다.In addition, since the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention forms nickel / gold plating only a portion necessary for connecting with a semiconductor chip, a finer and more integrated circuit pattern may be formed on the semiconductor package substrate.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법은 표면의 평탄도가 매우 높은 상태에서 솔더 레지스트가 도포되므로, 솔더 레지스트의 두께 관리가 용이한 효과도 있다.In addition, the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention, since the solder resist is applied in a state where the surface flatness is very high, there is an effect that the thickness of the solder resist is easy to manage.
게다가, 본 발명에 따른 반도체 패키지 기판 제작 방법은 다수의 반도체 패키지 기판을 적층하여 일회공정으로 처리할 수 있으므로, 대량 생산이 가능한 효과도 있다.In addition, the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention can stack and process a plurality of semiconductor package substrates in one step, so that there is an effect that mass production is possible.
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