KR100843384B1 - 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세 피치의 구현이 용이할 뿐만 아니라 인쇄회로기판의 제조비용 및 공정시간을 줄일 수 있는 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법에 관한 것이다.

감광재료, 캡, 솔더 볼, 플럭스

Description

인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성 방법{Method for Forming Micro Solder Ball of Printed Circuit Board}

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 인쇄회로기판의 솔더 볼 형성방법을 나타내는 공정 단면도이다.

도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법을 나타내는 공정 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 인쇄회로기판 4 : 진공 테이블

6 : 메탈 마스크 8, 108 : 스퀴지

10, 110 : 솔더 페이스트 12, 112 : 홀

14, 114 : 솔더 볼 102 : 절연층

106 : 감광재료 118 : 회로 패턴

120 : 캡 140 : 몰드

본 발명은 인쇄회로기판의 솔더 볼 형성방법에 관한 것으로, 특히 미세 피치의 구현이 용이할 뿐만 아니라 인쇄회로기판의 제조비용 및 공정시간을 줄일 수 있는 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법에 관한 것이다.

최근 전자제품이 소형화되면서 인쇄회로기판에 반도체가 실장 되는 공간이 점점 줄어들고 있다. 이에 따라, 단위 면적당 실장 효율을 높이기 위해 인쇄회로기판의 패키지 방법이 경박단소화 되어가고 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 넘어 SCSP(Stacked Chip Size Package)처럼 반도체 칩 위에 다른 반도체 칩을 쌓아 올리거나 기능이 서로 다른 여러 개의 반도체 칩을 하나의 패키지 안에 배열하는 MCM(Multi-Chip Module) 패키지 등도 개발되고 있다.

이러한, SCSP나 MCM 패키지 등은 범프 즉, 솔더 볼을 이용하여 다수의 반도체 칩을 쌓게 되는 데 이때 솔더 볼은 메탈 마스크 인쇄법을 이용하여 형성하게 된다.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 인쇄회로기판의 솔더 볼 형성방법을 나타내는 도면이다.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이 진공 테이블(4) 위에 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판(2)을 올린 후 인쇄회로기판 위에 회로 패턴 형태의 홀(12)이 형성된 메탈 마스크(6)를 올린다.

이후, 스퀴지(8)로 솔더 페이스트(10)를 인쇄한다.

이에 따라, 도 1b에 도시된 바와 같이 회로 패턴 형태의 홀(12) 내부에 솔더 페이스트(10)가 충진되게 된다.

솔더 페이스트(10)를 홀(12) 내부에 충진한 후에는 도 1c에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(2)으로부터 메탈 마스크(6)를 분리시킨다.

이후, 리플로우 공정을 통해 솔더 페이스트(10)를 이용하여 회로 패턴 위에 솔더 볼(14)을 형성한다.

그러나, 이와 같은 종래의 인쇄회로기판 솔더 볼 형성방법은 회로 패턴 사이의 간격 즉, 피치가 작아 질 경우 솔더 페이스트(10) 인쇄 시 메탈 마스크(6)의 하부로 솔더 페이스트(10)가 흘러들어가 인접한 회로 패턴이 서로 연결되는 브리지(Bridge)가 발생 되어 미세 피치를 구현하기 힘든 문제가 있다.

또한, 인쇄회로기판(2)에 형성된 회로패턴으로 인해 인쇄회로기판(2)의 표면이 울퉁불퉁하여 솔더 볼(14) 형성이 용이하지 않을 뿐만 아니라 솔더 페이스트(10) 인쇄 시 솔더 페이스트(10)가 메탈 마스크(6)에 달라붙기 때문에 솔더 페이스트(10) 인쇄 공정 시 매번 메탈 마스크(6)를 교체하여야 하므로 제조비용이 증가하는 문제가 있다.

그리고, 종래의 인쇄회로기판 솔더 볼 형성방법은 다양한 크기의 솔더 볼을 제조하기 위해서는 각 크기에 따른 제조공정이 수반되어야 하므로 제조공정의 시간이 증가하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 미세 피치의 구현이 용이할 뿐만 아니라 인쇄회로기판의 제조비용 및 공정시간을 줄일 수 있는 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성 방법은 a) 드라이 필름 타입의 감광재료에 회로 패턴 형태의 홀을 형성하는 단계; b) 표면이 평평한 내열/내마모성 캡 위에 상기 감광재료를 올리는 단계; c) 상기 홀 내부에 솔더 페이스트를 충진하는 단계; d) 리플로우 공정을 통해 상기 솔더 페이스트로 구성된 마이크로 솔더 볼을 형성시키는 단계; e) 상기 마이크로 솔더 볼이 형성된 홀 내부에 플럭스를 충진시키는 단계; f) 절연층 하부에 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 상기 캡 및 감광재료로 구성된 몰드 위에 올리는 단계; g) 리플로우 공정을 통해 상기 마이크로 솔더 볼을 상기 회로 패턴에 접촉시키는 단계; 및 h) 상기 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법을 나타내는 도면이다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 드라이 필름 타입의 감광재료(106)에 노광 및 현상 공정을 통해 회로 패턴 형태의 홀(112)을 형성한다.

이후, 도 2b에 도시된 바와 같이 회로 패턴 형태의 홀(112)이 형성된 감광재 료(106)를 표면이 평평한 내열/내마모성의 캡(cap)(120) 위에 올린다.

이때, 캡(120)은 고내열성 폴리머 또는 유리 중 어느 하나가 사용되고, 캡(120)과 감광재료(106)는 이후에 행해지는 솔더 페이스트 인쇄 공정 시 발생 되는 에어(air)가 빠져나갈 수 있도록 완전 밀착되지는 않는다.

여기서, 감광재료(106)와 캡(120)은 마이크로 솔더 볼을 형성하기 위한 형틀로 사용되므로 몰드(Mold)라 명명하기로 한다.

몰드(140)를 준비한 후에는 도 2c에 도시된 바와 같이 스퀴지(108)를 이용하여 솔더 페이스트(110)를 인쇄한다.

이에 따라, 솔더 페이스트(110)는 회로 패턴 형태의 홀(112)에 충진 되게 된다.

이때, 솔더 페이스트(110)는 감광재료(106)에 형성된 홀(112)에만 충진될 뿐 캡(120)과 감광재료(106)에 부착되지는 않는다.

다시 말해, 캡(120)과 감광재료(106)는 솔더 페이스트(110)와 달라붙지 않는 물질이 사용된다.

솔더 페이스트(110)를 인쇄한 후에는 리플로우(Reflow) 공정을 통해 도 2d에 도시된 바와 같이 회로 패턴 형태의 홀(112)에 마이크로 솔더 볼(114)을 형성한다.

이후, 도 2e에 도시된 바와 같이 마이크로 솔더 볼(114)이 형성된 홀(112) 내부에 플럭스(flux)(116)를 충진한다.

이러한, 플럭스(116)는 마이크로 솔더 볼(114)의 움직임을 방지하고, 이후에 행해지는 리플로우 공정 시 마이크로 솔더 볼(114)이 회로 패턴에 용이하게 부착되 도록 하는 역할을 한다.

플럭스(116)를 홀(112) 내부에 충진한 후에는 도 2f에 도시된 바와 같이 절연층(102) 하부에 회로 패턴(118)이 형성된 인쇄회로기판을 마이크로 솔더 볼(114)이 형성된 몰드(140) 위에 올린다.

이후, 도 2g에 도시된 바와 같이 회로 패턴(118)이 마이크로 솔더 볼(114) 하부에 위치하도록 절연층(102)에 회로 패턴(118)이 형성된 인쇄회로기판이 하부에 위치하도록 뒤집은 후 리플로우 공정을 수행하여 마이크로 솔더 볼(114)을 회로 패턴(118)에 접촉시킨다.

이때, 회로 패턴(118)과 마이크로 솔더 볼(114)은 플럭스(116)에 의해 원할하게 접촉되게 된다.

리플로우 공정을 수행한 후에는 도 2h에 도시된 바와 같이 몰드(140)를 제거한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법은 솔더 페이스트(110)가 달라붙지 않는 몰드(140)를 사용하여 마이크로 솔더 볼(114)을 형성하기 때문에 몰드(140)의 재활용이 가능하고, 기존의 PCB(Printed Circuit Board)공정 시 사용되는 노광기 및 인쇄기 등을 사용할 수 있으므로 제조비용을 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법은 회로 패턴 사이의 간격 즉, 피치를 줄이더라도 몰드(140)에 솔더 페이스트(110)가 달라 붙지 않기 때문에 인접한 회로 패턴 사이에 솔더 볼 형성 시 발생 되었던 브리지(Bridge)를 방지할 수 있어 미세 피치를 구현할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법은 회로 패턴 형태의 홀(112)을 형성한 후 홀(112) 내부에 솔더 페이스트(110)를 충진하여 마이크로 솔더 볼(114)을 형성하기 때문에 1회의 제조공정을 통해 회로 패턴별로 다양한 크기의 마이크로 솔더 볼(114)을 형성할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 솔더 페이스트가 달라붙지 않는 몰드를 사용하여 마이크로 솔더 볼을 형성하기 때문에 몰드의 재활용이 가능하고, 기존의 PCB공정 시 사용되는 노광기 및 인쇄기 등을 사용할 수 있으므로 제조비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 피치를 줄이더라도 몰드에 솔더 페이스트가 달라붙지 않기 때문에 인접한 회로 패턴 사이에 솔더 볼 형성 시 발생 되었던 브리지를 방지할 수 있어 미세 피치를 구현할 수 있다.

그리고, 본 발명은 회로 패턴 형태의 홀을 형성한 후 홀 내부에 솔더 페이스트를 충진하여 마이크로 솔더 볼을 형성하기 때문에 1회의 제조공정을 통해 회로 패턴별로 다양한 크기의 마이크로 솔더 볼을 형성할 수 있다.

Claims (4)

1. a) 드라이 필름 타입의 감광재료에 회로 패턴 형태의 홀을 형성하는 단계;

   b) 표면이 평평한 내열/내마모성 캡 위에 상기 감광재료를 올리는 단계;

   c) 상기 홀 내부에 솔더 페이스트를 충진하는 단계;

   d) 리플로우 공정을 통해 상기 솔더 페이스트로 구성된 마이크로 솔더 볼을 형성시키는 단계;

   e) 상기 마이크로 솔더 볼이 형성된 홀 내부에 플럭스를 충진시키는 단계;

   f) 절연층 하부에 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 상기 캡 및 감광재료로 구성된 몰드 위에 올리는 단계;

   g) 리플로우 공정을 통해 상기 마이크로 솔더 볼을 상기 회로 패턴에 접촉시키는 단계; 및

   h) 상기 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 캡은 고내열성 폴리머 또는 유리 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 캡과 상기 감광재료는 상기 솔더 페이스트와 달라붙지 않는 물질인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 (f) 단계는 상기 회로 패턴이 상기 마이크로 솔더 볼 하부에 위치하도록 상기 인쇄회로기판과 몰드를 뒤집는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 마이크로 솔더 볼 형성방법.

Images