KR100651517B1

KR100651517B1 - 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법

Info

Publication number: KR100651517B1
Application number: KR1020040101890A
Authority: KR
Inventors: 김남열; 황세명
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-11-29
Also published as: KR20060062893A

Abstract

본 발명은 필름 형태로 솔더 페이스트 패턴을 형성하여 인쇄회로기판에 접착시킨 후, 열처리를 통하여 플립칩 범프를 형성하는 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 (A) 테이프 캐스팅 방법을 이용하여 소정 패턴의 오픈홀에 솔더 페이스트가 충진된 이형질 필름을 제작하는 단계; (B) 상기 이형질 필름을 인쇄회로기판에 부착하는 단계; (C) 상기 이형질 필름을 박리하여 제거함으로써, 상기 인쇄회로기판에 상기 오픈홀 패턴에 대응하는 소정 패턴의 솔더 페이스트를 형성하는 단계; 및 (D) 리플로우 공정을 수행하여 상기 솔더 페이스트를 인쇄회로기판에 고착시키는 단계를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

인쇄회로기판, 플립칩, 범프, 솔더 페이스트, 이형질 필름

Description

인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법{Method for forming flip-chip bump of printed circuit board}

도 1은 종래의 스크린 프린팅법을 이용한 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법의 개략도이다.

도 2는 도 1의 방법으로 형성된 플립칩 범프의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법의 흐름도이다.

도 4a 내지 도 4f는 도 3의 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법의 각각의 단계를 나타내는 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 인쇄회로기판 110 : 솔더 페이스트

120 : 플립칩 범프 200 : 이형질 필름

210 : 솔더 페이스트 필름 211 : 오픈홀

220 : 커버 필름 300 : 솔더 페이스트

400 : 테이프 캐스팅 방법 500 : 버프 또는 스퀴지

본 발명은 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름 형태로 솔더 페이스트 패턴을 형성하여 인쇄회로기판에 접착시킨 후, 열처리를 통하여 플립칩 범프를 형성하는 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법에 관한 것이다.

최근 휴대용 전자제품이 소형화되면서 인쇄회로기판에 반도체가 실장되는 공간은 점점 줄어들고 있다. 따라서, 단위 면적당 실장효율을 높이기 위하여 인쇄회로기판의 패키지 방법은 경박단소화되어가고 있다. 이러한 요구로 개발되어 상용화된 것이 반도체 칩의 크기와 거의 같은 크기의 패키지인 CSP(Chip Size Package)이다.

그러나, 최근의 패키지 개발 추세는 반도체 칩의 크기에 맞게 줄이는 것을 넘어서, SCSP(Stacked Chip Size Package)처럼 반도체 칩위에 다른 반도체 칩을 쌓아 올리거나, 또는 기능이 서로 다른 여러 개의 반도체 칩을 하나의 패키지 안에 배열하는 MCM(Multi-Chip Module) 패키지 등도 개발되고 있다.

또한, 웨이퍼를 개별적인 칩으로 분리하지 않고, 여러 개의 반도체 칩들이 붙어 있는 상태에서 다이 본딩(die bonding), 몰딩(molding), 트리밍(trimming), 마킹(marking) 등의 제조공정을 마친 후, 이를 절단해 곧바로 완제품을 만드는 방법인 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package)도 개발되고 있다.

이러한 고집적 패키지 기술 중에서, 생산 효율을 높이기 위해 리드프레임(lead frame)이 없는, 즉 선이 없는 반도체로 불리는 것으로서, 실장시에 반도체 칩을 인쇄회로기판에 직접 접착하는 플립칩 실장 기술 등이 급부상하고 있다.

도 1은 종래의 스크린 프린팅법을 이용한 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법의 개략도이고, 도 2는 도 1의 방법으로 형성된 플립칩 범프의 단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 스크린 프린팅법을 이용한 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 인쇄회로기판(10)에 소정의 오픈홀(open hole; 21)이 형성된 메탈 마스크(metal mask; 20)를 밀착시킨다. 다음으로, 솔더 페이스트(solder paste; 30)를 스퀴지(squeeze; 40) 등을 이용하여 메탈 마스크(20)의 오픈홀(21)에 충진시킨 후, 메탈 마스크(20)를 분리시킨다. 그 다음으로, 인쇄회로기판(10)에 형성된 솔더 페이스트(30)를 약 150℃∼300℃의 고온 영역에서 리플로우(reflow) 공정을 수행함으로써 솔더 페이스트(30)를 인쇄회로기판에 고착시켜 플립칩 범프를 형성한다.

그러나, 종래의 스크린 프린팅법을 이용한 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 솔더 페이스트(30)의 양이 위치에 따라 다르기 때문에, 메탈 마스크(20)의 외곽부분에 오픈홀(21)에 솔더 페이스트(30)가 중심부분보다 적게 충진되는 문제점이 발생하였다. 따라서, 인쇄회로기판(10)에 형성되는 플립칩 범프마다 솔더 페이스트(30)의 부피가 서로 차이가 발생하기 때문에, 도 2에 나타낸 바와 같이, 플립칩 범프(11, 12)마다 높이가 서로 다른 문제점이 있었다. 이에 따라, 이후 코인닝 형성 과정에서 코인 모양이 되지 않는 플립칩 범프가 발생하는 문제점도 있었다.

또한, 종래의 스크린 프린팅법을 이용한 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 충진되는 솔더 페이스트(30)의 휘발성 용매가 증발하기 때문에, 솔더 페이스 트(30)의 위치에 따라 물성(특히, 점도)이 상이한 문제점도 있었다.

이러한 문제점 때문에, 솔더 페이스트(30)가 충진되어 형성되는 플립칩 범프마다 점도가 서로 달라, 동일한 부피의 플립칩 범프가 형성되지 않는 문제점도 있었다.

또한, 고가의 메탈 마스크(20)의 오픈홀(21)이 막히는 현상이 발생하기 때문에, 인쇄회로기판(10)에 일부 범프가 형성되지 않는 문제점도 있었다.

게다가, 종래의 스크린 프린팅법을 이용한 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 플립칩 범프마다 서로 다른 부피로 인하여, 플립칩 범프간 접합이 발생하기 쉽기 때문에, 미세한 간격의 플립칩 범프를 형성하기 어려운 문제점도 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 균일한 부피와 균일한 높이의 플립칩 범프를 형성할 수 있는 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법에 관한 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 (A) 테이프 캐스팅 방법을 이용하여 소정 패턴의 오픈홀에 솔더 페이스트가 충진된 이형질 필름을 제작하는 단계; (B) 상기 이형질 필름을 인쇄회로기판에 부착하는 단계; (C) 상기 이형질 필름을 박리하여 제거함으로써, 상기 인쇄회로기판에 상기 오픈홀 패턴에 대응하는 소정 패턴의 솔더 페이스트를 형성하는 단계; 및 (D) 리플로우 공정을 수행하여 상기 솔더 페이스트를 인쇄회로기판에 고착시키는 단계를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 (E) 상기 고착된 솔더 페이스트에 코인닝 공정을 수행하여 균일한 높이의 플립칩 범프를 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 상기 (A) 단계 이후에, (E) 상기 이형질 필름상의 솔더 페이스트 잔류물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법의 상기 이형질 필름은 상기 오픈홀이 형성된 솔더 레지스트 필름 및 상기 솔더 레지스트 필름을 보호하는 커버 필름을 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법의 흐름도이고, 도 4a 내지 도 4f는 도 3의 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법의 각각의 단계를 나타내는 개략도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 테이프 케스팅 방법을 이용하여 이형질 필름 제작 단계(S110), 솔더 페이스트 필름상의 솔더 페이스트 잔류물 제거 단계(S120), 인쇄회로기판에 이형질 필름 부착 및 커버 필름 제거 단계(S130), 인쇄회로기판으로부터 솔더 페이스트 필름 제거 단계(S140), 리플로우(reflow) 공정을 통하여 인쇄회로기판에 솔더 페이스트 고 착 단계(S150), 및 코인닝(coining) 공정을 통하여 인쇄회로기판상에 플립칩 범프 형성 단계(S160)를 포함하여 이루어진다.

보다 상세하게 살펴보면, 도 4a에서와 같이, 솔더 페이스트를 슬러리(slurry) 형태로 혼합한 후, 테이프 캐스팅 방법(400)을 이용하여 소정 패턴의 오픈홀(211)에 솔더 페이스트(300)가 충진된 이형질 필름(200)을 제작한다(S110).

도시된 바와 같이, 이형질 필름(200)은 솔더 페이스트 필름(210) 및 커버 필름(220)을 포함한다.

여기서 솔더 페이스트 필름(210)은 소정의 패턴으로 오픈홀(211)이 형성되어 있으며, 오픈홀(211)에 솔더 페이스트(300)가 충진된다.

또한, 커버 필름(220)은 솔더 페이스트 필름(210)을 보호하고, 솔더 페이스트(300) 충진시에 솔더 페이스트(300)가 오픈홀(211)에서 빠지는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 4b에서와 같이, 솔더 페이스트 필름(210)상의 솔더 페이스트 잔류물(212)은 버프(buff) 또는 스퀴지(500) 등을 이용하여 제거한다(S120).

이때, 솔더 페이스트 필름(210)의 오픈홀(211)에 충진된 각각의 솔더 페이스트(300)의 높이는 균일하게 된다.

도 4c에서와 같이, 솔더 페이스트 필름(210)이 밀착되도록 인쇄회로기판(100)에 이형질 필름(200)을 부착시킨 후, 커버 필름(220)을 박리하여 제거한다(S130).

도 4d에서와 같이, 인쇄회로기판(100)으로부터 솔더 페이스트 필름(210)을 박리하여 제거함으로써, 인쇄회로기판(100)에 소정 패턴의 솔더 페이스트(110)를 형성한다(S140).

도 4e에서와 같이, 약 150℃∼300℃의 고온에서 리플로우 공정을 수행하여 인쇄회로기판(100)에 솔더 페이스트(110)를 고착시킨다(S150).

도 4f에서와 같이, 인쇄회로기판(100)에 고착된 솔더 페이스트(110)에 코인닝 공정을 수행하여 균일한 높이의 플립칩 범프(120)를 형성한다(S160).

이상에서 본 발명에 대하여 설명하였으나, 이는 일실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 다양한 변화 및 변형이 가능함은 본 기술분야에서 통상적으로 숙련된 당업자에게 분명할 것이다. 하지만, 이러한 변화 및 변형이 본 발명의 범위 내에 속한다는 것은 이하 특허청구범위를 통하여 확인될 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 이형질 필름에 형성된 오픈홀에 솔더 페이스트를 충진하므로, 솔더 페이스트의 부피 및 두께 조절이 용이하여 균일한 부피와 균일한 높이의 솔더 페이스트 패턴을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 인쇄회로기판상에 부착되는 솔더 페이스트의 부피와 높이가 균일하므로, 이후 형성되는 플립칩 범프도 부피와 높이가 균일한 효과도 있다.

또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법은 플립칩 범프 의 두께 편차, 크기 편차 등이 개선되므로, 불량률이 감소하고 제품의 신뢰성을 높이는 효과도 있다.

Claims

(A) 테이프 캐스팅 방법을 이용하여 소정 패턴의 오픈홀에 솔더 페이스트가 충진된 이형질 필름을 제작하는 단계;

(B) 상기 이형질 필름을 인쇄회로기판에 부착하는 단계;

(C) 상기 이형질 필름을 박리하여 제거함으로써, 상기 인쇄회로기판에 상기 오픈홀 패턴에 대응하는 소정 패턴의 솔더 페이스트를 형성하는 단계; 및

(D) 리플로우 공정을 수행하여 상기 솔더 페이스트를 인쇄회로기판에 고착시키는 단계를 형성하는 단계를 포함하고,

상기 이형질 필름은 상기 오픈홀이 형성된 솔더 레지스트 필름 및 상기 솔더 레지스트 필름을 보호하는 커버 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법.
제 1 항에 있어서,

(E) 상기 고착된 솔더 페이스트에 코인닝 공정을 수행하여 균일한 높이의 플립칩 범프를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (A) 단계 이후에,

(E) 상기 이형질 필름상의 솔더 페이스트 잔류물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 플립칩 범프 형성방법.
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