KR101056404B1

KR101056404B1 - 패키지기판의 솔더레지스트 댐 제조방법

Info

Publication number: KR101056404B1
Application number: KR1020100057799A
Authority: KR
Inventors: 이승헌; 김일호; 김현배
Original assignee: 아페리오(주)
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2011-08-11

Abstract

본 발명은 롤 코터를 이용해서 제1차 솔더레지스트(PSR)를 기판에 전면 도포하고, 마스크를 사용하여 선택적으로 제1차 노광을 실시하고, 제2차 솔더레지스트를 롤 코팅을 한 후, 진공밀착기를 사용해서 표면을 평탄화한다. 이어서, 댐이 형성될 부위를 정의하기 위한 마스크를 정렬하고 제2차 노광을 실시한다. 제1차 및 제2차 노광이 된 솔더레지스트 층을 한꺼번에 현상함으로써 솔더 범프를 위한 개구부와 솔더 댐을 동시에 형성한다.
본 발명은 롤 코터와 진공밀착기를 사용하여 언더필 수지의 흐름을 차단할 댐을 형성함으로써, 평탄하고 폭과 높이가 균일한 솔더레지스트 댐을 형성할 수 있다. 그 결과, 스크린 인쇄공법의 불균일성 및 제한된 위치 정합 능력을 보완하여 에스오피 공정 수율을 개선하고 작업성을 향상할 수 있음은 물론, 조립 불량 문제를 해소할 수 있다.

Description

패키지기판의 솔더레지스트 댐 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING A SOLDER RESIST DAM}

본 발명은 패키지기판(Package Substrate)에 관한 것으로서, 특히 표면 실장 방법과 같이 칩을 기판에 직접 부착하는 플립칩 패키지기판에 있어서 언더 필(undefill) 수지 흐름 방지용 솔더레지스트 댐 제조방법에 관한 것이다.

전자 제품을 소형화하고 경박단소화하기 위하여, 반도체 칩을 기판에 직접 실장하는 표면 실장 기술이 적용되고 있다. 플립칩 본딩 방식에서는 솔더범프를 형성하고 범프가 형성된 부품을 뒤집어서 표면이 기판 방향을 향하도록 실장시키는 방법이다. 반도체 칩을 기판에 안정적으로 표면 실장하기 위해서는 칩과 기판 사이에 발생하는 갭(gap)에 액상 수지를 주입하여 몰딩을 하게 되는데, 액상 수지가 주입되는 과정에서 흘러나오는 것을 방지하기 위하여 댐(dam)을 형성한다. 도1a 및 도1b는 패키지기판(10)에 형성한 솔더레지스트 댐(20)을 상징적으로 나타낸 도면이다.

이와 같은 댐을 형성하기 위한 종래기술은 반도체 칩 탑재영역의 본체와 칩 탑재영역에 대응하는 부분 본체의 상부면 위에 스크린 인쇄공법을 이용해서 솔더레지스트 댐을 형성하는데, 솔더레지스트의 평탄도가 균일하지 않으므로 솔더레지스트 상부면에 제작된 솔더레지스트 댐의 두께와 높이 불균일하게 된다. 또한, 종래기술에 따라 제작된 댐은 두께의 편차가 큰 문제점이 있으며, 단면이 라운드 형상이므로 언더필(underfill) 공정뿐만 아니라, 반도체 칩과 프린트기판의 연결을 위한 솔더 범프를 형성하는 에스오피(SOP; solder on pad) 공정에서도 마스크와의 밀착이 완전하게 이루어지지 않는 문제점이 있다. 그 결과, 솔더 범프 높이에 불균일성이 발생하게 되고, 형상 이상 등의 불량이 야기될 수 있어 에스오피 공정의 작업성 저하와 수율 하락의 원인이 된다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 표면 실장용 패키지기판에서 균일한 두께와 높이 단차를 지니는 솔더레지스트 댐을 제작하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적에 부가하여, 표면 실장을 위한 에스오피(SOP) 공정의 수율을 향상할 수 있는 댐 제작 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 롤코터(roll coater)를 이용해서 제1차 솔더레지스트(PSR)를 기판에 전면 도포하고, 마스크를 사용하여 선택적으로 제1차 노광을 실시하고, 제2차 솔더레지스트를 롤 코팅을 한 후, 진공밀착기를 사용해서 표면을 평탄화한다. 이어서, 댐이 형성될 부위를 정의하기 위한 마스크를 정렬하고 제2차 노광을 실시한다. 제1차 및 제2차 노광이 된 솔더레지스트 층을 한꺼번에 현상함으로써 솔더 범프를 위한 개구부와 솔더 댐을 동시에 형성한다.

본 발명은 패키지 기판에 댐을 제조하는 방법에 있어서, (a) 기판 표면에 롤 코터를 이용해서 제1차 솔더레지스트를 도포하는 단계; (b) 상기 제1차 솔더레지스트에 선택적으로 개구부를 형성할 부위를 정의하는 패턴의 마스크를 정렬하고 노광을 실시하여 상기 솔더레지스트를 선택적으로 경화하는 단계; (c) 롤 코터를 이용해서 제2차 솔더레지스트를 상기 제1차 솔더레지스트 위에 도포하고 진공밀착기를 이용해서 표면을 평탄화하는 단계; (d) 제2차 솔더레지스트 위에 댐을 형성할 부위를 정의하는 패턴의 마스크를 정렬하고 노광을 실시하여 상기 솔더레지스트를 선택적으로 경화하는 단계; 및 (e) 상기 제1차 및 제2차 솔더레지스트를 현상하여 경화되지 않은 부위의 솔더레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명은 롤코터와 진공밀착기를 사용하여 언더필 수지의 흐름을 차단할 댐을 형성함으로써, 평탄하고 폭과 높이가 균일한 솔더레지스트 댐을 형성할 수 있다. 그 결과, 스크린 인쇄공법의 불균일성 및 제한된 위치 정합 능력을 보완하여 에스오피 공정 수율을 개선하고 작업성을 향상할 수 있음은 물론, 조립 불량 문제를 해소할 수 있다.

도1a 및 도1b는 패키지기판에 형성된 솔더레지스트 댐을 나타낸 도면.
도2는 본 발명에 따라 패키지기판에 솔더레지스트 댐을 제작하는 과정을 나타낸 작업 흐름도.
도3a 내지 도3f는 본 발명에 따라 패키지기판에 솔더레지스트 댐을 제작하는 과정을 나타낸 도면.

이하에서는, 첨부도면 도2 및 도3을 참조하여 본 발명에 패키지기판에 솔더레지스트 댐을 제작하는 과정을 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따라 패키지기판에 솔더레지스트 댐을 제작하는 과정을 나타낸 작업 흐름도이다. 도2를 참조하면, 본 발명은 광감응형 솔더레지스트(PSR; photosensitive solder resist; 이하 '솔더레지스트'라 칭함)를 위한 전처리 공정을 진행하고(단계 S100), 롤 코터(roll coater)를 이용해서 솔더레지스트를 도포한다(단계 S110).

이어서, 솔더레지스트를 선택적으로 노광하여 동박 패드를 노출할 패턴을 선택 형성하고(단계 S120), 롤 코터를 이용해서 제2차 솔더레지스트를 도포한다(단계 S130). 그리고 나면, 진공밀착기를 사용해서 표면을 평탄화한다(단계 S140). 이어서, 솔더레지스트에 노광을 실시하여 댐이 형성될 부분을 정의한다(단계 S150). 그리고 나면, 현상액에 기판을 담가서 단계 S120과 단계 S150에서 노광한 결과 경화되지 않은 부위를 용해 제거한다(단계 S160). 최종적으로, 열 또는 UV에 의한 후처리가 진행된다(단계 S170).

도3a 내지 도3f는 본 발명에 따라 패키지기판에 솔더레지스트 댐을 제작하는 과정을 나타낸 도면이다. 도3a를 참조하면, 본 발명은 기판(5) 위에 제1차로 솔더레지스트(11)를 도포한다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 솔더레지스트는 스크린 인쇄방식 대신에 롤 코터(roll coater)를 이용할 수 있다. 도3a에는 제1차로 도포한 솔더레지스트(11)의 표면의 거칠기를 나타내기 위하여 볼록한 부위를 도시하고 있다.

도3b를 참조하면, 제1차로 롤 코팅된 솔더레지스트(11)에 대해 마스크(40)를 정렬하고 노광을 실시한다. 이때에 마스크(40)에 의해 선택적으로 빛에 노출된 부분은 광경화 또는 열경화가 진행된다. 마스크(40)는 기판에 형성된 솔더 패드를 노출하기 위한 마스크 패턴을 포함한다. 본 발명은 노광 후 현상과정을 후속공정으로 일단 미루고, 도3c에 도시한 바와 같이 제2차로 솔더레지스트(50)를 롤 코터 방식으로 도포하는 것을 특징으로 한다.

이어서 도3d를 참조하면, 진공밀착기를 이용해서 제2차로 도포된 솔더레지스트(50)를 평탄화한다. 그리고 나면, 도3e에 도시한 바와 같이, 솔더레지스트 댐을 형성할 부위를 정의하는 마스크(60)를 정렬하고 노광을 실시한다. 그 결과, 제2차로 도포된 솔더레지스트(50)는 마스크(60)에 의해 선택적으로 노출된 부분만이 광경화 또는 열경화가 진행되어 후속 현상공정에서 댐으로 잔류하게 된다.

도3f는 최종적으로 현상공정을 진행하여 경화가 이루어지지 않은 제1차 솔더레스트와 제2차 솔더레지스트를 제거한 모습을 나타낸 도면이다. 도3f를 참조하면, 현상공정 처리 결과, 기판의 표면이 선택적으로 노출되어 개구부(55)가 형성되어 있으며, 솔더레지스트 댐(50')이 형성되어 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개선하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술 될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용될 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 진화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이, 종래기술은 스크린 인쇄공법으로 언더필 수지 흐름을 차단하는 솔더레지스트 댐을 형성하였으나, 본 발명은 롤 코터와 진공 밀착기를 이용하여 솔더레지스트를 평탄화하여 폭과 높이가 균일한 솔더레지스트 댐을 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 인쇄공법의 불균일성과 위치 부정합 문제를 해결함으로써 에스오피 공정의 수율을 개선하고 후속 조립공정에서도 언더필 누설 등으로 인한 불량을 제거할 수 있다.

5 : 기판
10 : 패키지기판
11, 50 : 솔더레지스트
20, 50' : 솔더레지스트 댐
40, 60 : 마스크
55 : 개구부

Claims

패키지 기판에 댐을 제조하는 방법에 있어서,
(a) 기판 표면에 롤 코터를 이용해서 제1차 솔더레지스트를 도포하는 단계;
(b) 상기 제1차 솔더레지스트에 선택적으로 개구부를 형성할 부위를 정의하는 패턴의 마스크를 정렬하고 노광을 실시하여 상기 솔더레지스트를 선택적으로 경화하는 단계;
(c) 롤 코터를 이용해서 제2차 솔더레지스트를 상기 제1차 솔더레지스트 위에 도포하고 진공밀착기를 이용해서 표면을 평탄화하는 단계;
(d) 제2차 솔더레지스트 위에 댐을 형성할 부위를 정의하는 패턴의 마스크를 정렬하고 노광을 실시하여 상기 솔더레지스트를 선택적으로 경화하는 단계; 및
(e) 상기 제1차 및 제2차 솔더레지스트를 현상하여 경화되지 않은 부위의 솔더레지스트를 제거하는 단계
를 포함하는 방법.