KR101100034B1 - Method for fabricating integral interposer pcb and pcb thereby - Google Patents

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KR101100034B1
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심재철
오영진
차상석
정창보
오춘환
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Abstract

PURPOSE: An interposer integrated printed circuit board and a manufacturing method thereof are provided to form a micro circuit pattern by forming a silicon interposer and a printed circuit board into one body. CONSTITUTION: An insulating board is composed so that first circuit patterns are impregnated. A silicon interposer board(400) is faced in the side in which first circuit patterns of the insulating substrate are impregnated. A first via hole and a penetration groove pass through the silicon interposer board. A second via hole exposes one among first circuit patterns by selectively eliminating a part of the insulating board which is exposed to the floor of the first via hole. A first penetration via(440) which fills the first via hole and the second via hole and second circuit patterns which fills the grooves are formed. The first penetration via is connected to a semiconductor chip(600) which is mounted in the silicon interposer board.

Description

인터포저 일체형 인쇄회로기판 및 제조 방법{Method for fabricating integral interposer PCB and PCB thereby}Interposer integrated printed circuit board and manufacturing method {Method for fabricating integral interposer PCB and PCB hence}

본 발명은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 기술에 관한 것으로, 특히, 실리콘 인터포저(Si interposer)와 PCB 기판(substrate) 일체형 인쇄회로기판 및 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed circuit board (PCB) technology, and more particularly, to a printed circuit board and a manufacturing method integrated with a silicon interposer (Si interposer) and a PCB substrate (substrate).

인쇄회로기판(PCB)은 에폭시(epoxy) 절연층 내부에 전기적으로 도통할 수 있는 동도금층 또는 동도금 비아(via)들을 포함하는 회로 배선들을 구비하고 있다. 이러한 PCB는 회로 배선들과 절연층을 구비하고 있어, 실장되는 반도체 실리콘(Si) 칩과 열팽창 계수가 차이가 많이 나게 되며, 이에 따라, 열적 스트레스(thermal stress)가 유발되어 칩과 PCB 사이의 연결 부재, 예컨대, 솔더 볼(solder ball)이나 칩 또는 비아들에 크랙(crack)이 유발될 수 있다. 반도체 칩과 같은 능동 칩과 PCB의 열팽창 계수가 달라 부품 손상 및 신뢰성 문제가 대두되고 있다. Printed circuit boards (PCBs) have circuit wires comprising copper plating layers or copper plating vias that are electrically conductive within an epoxy insulating layer. Since the PCB has circuit wirings and an insulating layer, the semiconductor silicon chip and the thermal expansion coefficient of the PCB are different from each other. Accordingly, thermal stress is induced to connect the chip and the PCB. Cracks may be caused in the member, such as solder balls or chips or vias. Due to the difference in thermal expansion coefficients between active chips such as semiconductor chips and PCBs, component damage and reliability problems are on the rise.

또한, 대용량 및 초소용 부품 개발이 요구됨에 따라, 패키지에 매우 작은 크기의 미세 패턴이 요구되고 있다. 예컨대, SIP(System In Package) 기술에서 미세 회로 구현을 위해 미세 패턴이 요구되고 있으나, PCB 구조로서는 미세 패턴 형성에 한계를 나타내고 있다. 또한 임피던스(impedance)의 부정합 및 신호 지연(delay)에 의한 손실 최소화 및 단위 면적당 실장 면적을 개선하고자 하는 노력들이 요구되고 있다. In addition, as the development of large-capacity and ultra-small components is required, very small sized fine patterns are required for packages. For example, in the SIP (System In Package) technology, a fine pattern is required to implement a fine circuit, but the PCB structure has a limitation in forming a fine pattern. In addition, efforts to minimize loss due to impedance mismatch and signal delay and to improve the mounting area per unit area are required.

본 발명은 열적 방열성을 개선하여 열적 및 전기적 성능을 개선할 수 있고 미세 회로 패턴을 구현할 수 있는 인터포저와 기판이 일체형을 이루는 인쇄회로기판 및 제조 방법을 제시하고자 한다. The present invention aims to provide a printed circuit board and a manufacturing method in which an interposer and a substrate are integrated, which can improve thermal and electrical performance by improving thermal heat dissipation and implement a fine circuit pattern.

본 발명의 일 관점은, 캐리어(carrier) 기판의 제1시드층 상에 제1회로 패턴들을 형성하는 단계; 상기 캐리어 기판 상에 절연 기판 및 실리콘 인터포저(Si interposer) 기판을 도입하고 가압하여 상기 절연 기판에 상기 제1회로 패턴들이 함침되게 상호 부착시키는 단계; 상기 실리콘 인터포저 기판을 관통하는 제1비아홀(via hole) 및 관통 그루브(groove)들을 형성하는 단계; 상기 제1비아홀의 바닥에 노출되는 상기 절연 기판 부분을 선택적으로 제거하여 상기 제1회로 패턴들 중 어느 하나를 노출하는 제2비아홀을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2비아홀을 함께 채우는 제1관통 비아 및 상기 그루브들을 채우는 제2회로 패턴들을 형성하는 단계; 상기 캐리어 기판을 탈착시키는 단계; 및 상기 캐리어 기판의 탈착에 의해 노출된 상기 제1시드층을 제거하여 상기 제1회로 패턴들의 하면을 노출하는 단계를 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법을 제시한다.One aspect of the invention, forming the first circuit patterns on the first seed layer of the carrier substrate; Introducing and pressing an insulating substrate and a silicon interposer substrate on the carrier substrate so that the first circuit patterns are impregnated to the insulating substrate; Forming first via holes and through grooves through the silicon interposer substrate; Selectively removing a portion of the insulating substrate exposed to the bottom of the first via hole to form a second via hole exposing any one of the first circuit patterns; Forming first through vias filling the first and second via holes together and second circuit patterns filling the grooves; Detaching the carrier substrate; And exposing the bottom surface of the first circuit patterns by removing the first seed layer exposed by the detachment of the carrier substrate.

상기 캐리어 기판과 상기 제1시드층과의 계면에 상기 캐리어 기판의 탈착 시이형층으로 작용할 구리층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a copper layer on the interface between the carrier substrate and the first seed layer to serve as a detachable release layer of the carrier substrate.

상기 제1시드층은 상기 제1회로 패턴들이 동도금되기 위해 구리층을 포함하여 상기 캐리어 기판 상에 형성될 수 있다. The first seed layer may be formed on the carrier substrate including a copper layer to copper plate the first circuit patterns.

상기 제1비아홀(via hole) 및 그루브들을 형성하는 단계는 상기 실리콘 인터포저 기판 상에 제1레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1레지스트 패턴에 노출된 상기 실리콘 인터포저 기판 부분들을 선택적으로 건식 식각하는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the first via hole and the grooves may include forming a first resist pattern on the silicon interposer substrate; And selectively dry etching the portions of the silicon interposer substrate exposed to the first resist pattern.

상기 제2비아홀(via hole)을 형성하는 단계는 상기 제1비아홀에 노출된 상기 절연 기판의 바닥을 드릴링(drilling)하는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the second via hole may include drilling a bottom of the insulating substrate exposed to the first via hole.

상기 제1관통 비아 및 제2회로 패턴들을 형성하는 단계는 상기 제1관통 비아홀에 노출되는 상기 제1회로 패턴의 상면 및 상기 관통 그루브들의 바닥에 노출되는 상기 절연 기판 부분들 상에 형성되어 상기 실리콘 인터포저 기판 상으로 연장되는 제2시드층을 형성하는 단계; 상기 제2시드층의 상기 제1관통 비아홀 및 상기 그루브들에 위치하는 부분을 노출하는 제2레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2레지스트 패턴에 노출된 상기 제2시드층 부분 상에 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 제2레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the first through via and the second circuit patterns may be formed on the top surface of the first circuit pattern exposed to the first through via hole and the insulating substrate portions exposed to the bottom of the through grooves. Forming a second seed layer extending over the interposer substrate; Forming a second resist pattern exposing a portion located in the first through via hole and the grooves of the second seed layer; Forming a conductive layer on a portion of the second seed layer exposed to the second resist pattern; And removing the second resist pattern.

상기 제2레지스트 패턴을 제거한 후에, 상기 인터포저 기판의 표면이 노출되게 상기 도전층 및 상기 제2시드층 부분을 샌딩(sanding) 연마하여 상기 제1관통 비아 및 상기 제2회로 패턴들로 전극 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. After removing the second resist pattern, the conductive layer and the second seed layer portion are sanded and polished to expose the surface of the interposer substrate, thereby separating the electrode into the first through via and the second circuit patterns. It may further comprise the step.

상기 제1관통 비아의 상면 및 상기 제1관통 비아에 연결된 상기 제1회로 패턴의 하면을 노출하는 솔더 마스크(solder mask)를 형성하는 단계; 상기 제1관통 비아의 상면에 반도체 칩과의 연결을 위한 제1연결 부재를 형성하는 단계; 및 상기 제1회로 패턴의 하면에 모듈 기판과의 연결을 위한 제2연결 부재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. Forming a solder mask exposing a top surface of the first through via and a bottom surface of the first circuit pattern connected to the first through via; Forming a first connection member on a top surface of the first through via for connection with a semiconductor chip; And forming a second connection member on the bottom surface of the first circuit pattern for connection with the module substrate.

상기 제1 및 제2연결 부재는 솔더 볼로 부착되거나 또는 범프로 형성 되고, 상기 솔더 볼 부착 또는 범프 형성 이전에 상기 노출된 제1관통 비아의 상면 및 상기 제1회로 패턴의 하면에 금(Au), 은(Ag), 니켈금(NiAu), 니켈은(NiAg), 니켈은금(NiAgAu), Ni파라듐(NiPd), 니켈팔라듐금(NiPdAu), 주석(Sn) 또는 OSP (Organic solderability Preservatives)을 포함하는 표면처리층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The first and second connection members may be attached with solder balls or formed into bumps, and gold may be formed on the upper surface of the exposed first through vias and the lower surface of the first circuit pattern before attaching or forming the solder balls. , Silver (Ag), nickel gold (NiAu), nickel silver (NiAg), nickel silver (NiAgAu), Ni palladium (NiPd), nickel palladium gold (NiPdAu), tin (Sn), or OSP (Organic solderability Preservatives) The method may further include forming a surface treatment layer including a.

상기 캐리어 기판을 탈착시키는 단계 이전에, 상기 제1 관통비아 및 제2회로 패턴들을 덮는 패시베이션(passivation)층을 형성하는 단계; 및 상기 패시베이션층을 관통하는 제2관통 비아 및 상기 패시베이션층 상에 제3의 회로 패턴들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. Prior to detaching the carrier substrate, forming a passivation layer covering the first through via and the second circuit patterns; And forming second circuit vias passing through the passivation layer and third circuit patterns on the passivation layer.

상기 패시베이션층은 에폭시수지, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함하는 절연 물질을 적층, 증착 또는 도포하여 형성될 수 있다. The passivation layer may be formed by stacking, depositing, or applying an insulating material including an epoxy resin, silicon oxide, or silicon nitride.

상기 패시베이션(passivation)층, 상기 제2관통 비아 및 상기 제3의 회로 패턴들을 형성하는 단계들을 다수 번 반복하여 다층 배선 구조를 형성할 수 있다. The step of forming the passivation layer, the second through via, and the third circuit patterns may be repeated a plurality of times to form a multilayer wiring structure.

본 발명의 다른 일 관점은, 제1회로 패턴들이 함침된 절연 기판; 상기 절연 기판의 상기 제1회로 패턴들이 함침된 면에 대향되는 반대 면에 부착된 실리콘 인터포저(Si interposer) 기판; 및 상기 실리콘 인터포저 기판 및 상기 절연 기판을 관통하여 상기 제1회로 패턴에 연결되고 상기 실리콘 인터포저 기판 상에 실장될 반도체 칩에 연결될 제1관통 비아를 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판을 제시한다. Another aspect of the invention, the first circuit pattern impregnated insulating substrate; A silicon interposer substrate attached to an opposite surface opposite to the surface on which the first circuit patterns of the insulating substrate are impregnated; And a first through via penetrating the silicon interposer substrate and the insulating substrate to be connected to the first circuit pattern and to a semiconductor chip to be mounted on the silicon interposer substrate. .

상기 인터포저 기판을 관통하고 상기 절연 기판에 의해 절연되는 제2회로 패턴들을 더 포함할 수 있다. The semiconductor device may further include second circuit patterns penetrating the interposer substrate and insulated by the insulating substrate.

상기 실리콘 인터포저 기판 상에 형성된 패시베이션(passivation)층; 및 상기 패시베이션층을 관통하는 제2관통 비아 및 상기 패시베이션층 상에 형성된 제3의 회로 패턴들을 포함하는 다층 배선 구조를 더 포함할 수 있다. A passivation layer formed on the silicon interposer substrate; And a second through via penetrating through the passivation layer and a third circuit pattern formed on the passivation layer.

본 발명에 따르면, 실리콘(Si) 인터포저와 PCB 기판이 일체형을 이루는 인쇄회로기판을 제조할 수 있어, 능동 반도체 칩과의 열팽창 계수가 실질적으로 같은 실리콘 인터포즈를 적용한 일체형 인쇄회로기판을 구현할 수 있다. 실리콘 인터포즈의 적용으로 방열성을 개선하여 열적 변형을 유효하게 억제할 수 있고, 또한, 미세 회로 패턴을 구현할 수 있어, 열적 변형에 의한 부품 손상 및 신뢰성 문제를 극복할 수 있으며, 신호지연 및 임피던스 부정합에 의한 손실을 억제할 수 있고, 단위면적당 실장 면적을 극대화할 수 있어, 대용량 및 초소형 부품 개발을 구현할 수 있다. 이에 따라, 패키지 부품의 열적 및 전기적 성능 개선을 구현할 수 있다. According to the present invention, a printed circuit board in which a silicon (Si) interposer and a PCB substrate are integrated can be manufactured, and an integrated printed circuit board using a silicon interposer having substantially the same thermal expansion coefficient as an active semiconductor chip can be realized. have. The application of silicon interpose improves heat dissipation to effectively suppress thermal deformation, and also enables the implementation of fine circuit patterns, thereby overcoming component damage and reliability problems caused by thermal deformation, and signal delay and impedance mismatch. Loss can be suppressed, and the mounting area per unit area can be maximized, enabling the development of large-capacity and ultra-small components. Accordingly, it is possible to implement thermal and electrical performance improvement of the package component.

도 1 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법을 보여주는 도면들이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법의 변형예를 보여주는 도면들이다.
1 to 18 illustrate an interposer integrated printed circuit board manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
19 and 20 illustrate a modified example of a method of manufacturing an interposer integrated printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예는 실리콘 인터포저와 PCB 기판을 일체형으로 제조하는 방법을 제시한다. 실리콘 인터포저 내부에 전기적으로 접속된 회로 배선을 구현할 수 있어, 회로 매립에 의해 일반 PCB 기판에 비해 미세 회로 패턴을 제공할 수 있다. 실리콘 능동 반도체 칩과 열 팽창 계수가 실질적으로 동일한 실리콘 인터포저를 구현함으로써, 열적 스트레스 완화에 의해 신뢰성 문제를 개선하고 열전도도를 개선할 수 있다. 이에 따라, SIP, 모듈(module), POP(Package On Package)에 칩 실장 시 방열성을 개선할 수 있다. 고다층 기판 제조 시 층간 열적 스트레스를 억제하는 완충 작용을 실리콘 인터포저가 제공할 수 있다. 실리콘 인터포저와 PCB 기판 간의 연결(interconnection)이 일체화되므로, 솔더 볼(solder ball)에의 열적 스트레스에 의한 크랙(crack) 발생이 유효하게 방지될 수 있다. Embodiments of the present invention provide a method of integrally fabricating a silicon interposer and a PCB substrate. The circuit wiring electrically connected inside the silicon interposer can be implemented, so that the circuit embedding can provide a fine circuit pattern compared to a general PCB substrate. By implementing a silicon interposer with substantially the same thermal expansion coefficient as a silicon active semiconductor chip, thermal stress relief can improve reliability problems and improve thermal conductivity. Accordingly, heat dissipation may be improved when the chip is mounted on a SIP, a module, or a package on package (POP). The silicon interposer may provide a buffering effect for suppressing interlayer thermal stress in manufacturing a high-layer substrate. Since the interconnection between the silicon interposer and the PCB substrate is integrated, crack generation due to thermal stress on the solder ball can be effectively prevented.

도 1을 참조하면, 공정을 진행하기 위한 핸들링(handling) 부재로 캐리어(carrier) 기판(100)을 도입한다. 캐리어 기판(100)은 에폭시와 같은 절연층이나 또는 스테인리스스틸(SUS) 기판으로 도입될 수 있다. 캐리어 기판(100) 상부에 제1동박층(110) 및 제2동박층(120)을 형성한다. 제1동박층(110)은 후속 과정에서 캐리어 기판(100)을 이탈시킬 때 이형층으로 작용하게 도입되며, 제2동박층(120)은 제1회로 패턴을 형성할 때 제1시드층(seed layer)과 같은 하지층으로 이용된다. Referring to FIG. 1, a carrier substrate 100 is introduced into a handling member for performing a process. The carrier substrate 100 may be introduced into an insulating layer such as epoxy or a stainless steel (SUS) substrate. The first copper foil layer 110 and the second copper foil layer 120 are formed on the carrier substrate 100. The first copper foil layer 110 is introduced to act as a release layer when leaving the carrier substrate 100 in a subsequent process, and the second copper foil layer 120 is a first seed layer when forming the first circuit pattern. It is used as the underlying layer.

회로 패턴 형성 후 캐리어 기판(100)을 떼어낼 때, 제1동박층(110)은 이형층으로 작용하게 되며, 제1동박층(110)과 제2동박층(120)이 실질적으로 동일한 구리(Cu)층으로 형성되므로, 캐리어 기판(100) 이형 제거 시 잔류하는 제1시드층인 제2동박층(120)의 두께를 보다 얇은 두께를 가지게 유도할 수 있다. 제2동박층(120)이 구리층이 아닌 다른 이형 접착층일 경우 제2동박층(120)의 두께를 얇게 하는 것이 제한되어, 후속 제2동박층(120)을 제거하는 식각 과정에서 제거될 두께가 커지게 된다. 따라서, 제1동박층(110)을 이형층으로 도입함으로써, 제2동박층(120)을 얇게 유도할 수 있어, 회로 패턴 형성 후 후속 제2동박층(120)을 제거하는 과정이 보다 단축될 수 있어 생산성 증대 효과를 구현할 수 있다. 또한, 캐리어 기판(100) 상에 CCL과 같은 동박적층필름을 부착함으로써, 캐리어 기판(100) 상에 제1 및 제2동박층(110, 120)이 적층된 구조를 구현할 수 있으므로, 캐리어 기판(100) 상에 제1 및 제2동박층(110, 120)이 적층된 구조를 이용하는 것이 공정의 생산성을 고려할 때 보다 유리하다. When the carrier substrate 100 is removed after the circuit pattern is formed, the first copper foil layer 110 serves as a release layer, and the first copper foil layer 110 and the second copper foil layer 120 are substantially the same copper ( Since it is formed of a Cu) layer, the thickness of the second copper foil layer 120, which is the first seed layer remaining upon release of the carrier substrate 100, may be induced to have a thinner thickness. When the second copper foil layer 120 is a release adhesive layer other than the copper layer, the thickness of the second copper foil layer 120 is limited to be thin, and thus the thickness to be removed in the etching process of removing the subsequent second copper foil layer 120. Becomes large. Therefore, by introducing the first copper foil layer 110 as a release layer, the second copper foil layer 120 can be made thin, and thus a process of removing the second copper foil layer 120 after the circuit pattern is formed can be shortened. The productivity increase effect can be realized. In addition, by attaching a copper clad laminate film such as CCL on the carrier substrate 100, the first and second copper foil layers 110 and 120 may be stacked on the carrier substrate 100. Using a structure in which the first and second copper foil layers 110 and 120 are stacked on the substrate 100 is more advantageous when considering the productivity of the process.

도 2를 참조하면, 제2동박층(120) 상에 구리층을 포함하는 제1회로 패턴(210)을 형성한다. 제1회로 패턴(210)은 제2동박층(120) 상에 제1레지스트 패턴(resist pattern: 201)을 건식 레지스트 필름(film) 부착 및 노광, 현상을 포함하는 리소그래피(lithography) 과정으로 형성한 후, 제1레지스트 패턴(201)에 노출된 제2동박층(120) 부분을 제1시드층 부분으로 이용하여 동도금한 후, 제1레지스트 패턴(201)을 스트립(strip) 제거함으로써 형성될 수 있다. 이때, 동도금 대신에 스퍼터링과 같은 증착 과정이 도입될 수도 있다. 또는 제2동박층(120) 전면에 동도금층을 도금한 후, 도금층 상에 제1레지스트 패턴을 형성한 후, 이를 이용하여 도금층을 선택적으로 식각하는 과정으로 제1회로 패턴(210)을 형성할 수도 있다. 보다 미세한 작은 크기를 가지게 제1회로 패턴(210)이 패터닝되어야 하는 점과 구리층의 선택적 식각이 상당히 어려운 점을 고려하면, 제1레지스트 패턴(201)을 형성한 후 제1회로 패턴(210)을 동도금한 과정으로 제1회로 패턴(210)이 형성하는 과정이, 보다 미세한 크기의 제1회로 패턴(210)을 보다 정교한 형상으로 형성하는 데 보다 유리하다.Referring to FIG. 2, a first circuit pattern 210 including a copper layer is formed on the second copper foil layer 120. The first circuit pattern 210 is formed by forming a first resist pattern 201 on a second copper foil layer 120 by a lithography process including attaching, exposing and developing a dry resist film. Thereafter, copper plating may be performed using a portion of the second copper foil layer 120 exposed to the first resist pattern 201 as a first seed layer, and then stripped off the first resist pattern 201. have. In this case, a deposition process such as sputtering may be introduced instead of copper plating. Alternatively, after the copper plating layer is plated on the entire surface of the second copper foil layer 120, a first resist pattern is formed on the plating layer, and then the first circuit pattern 210 is formed by selectively etching the plating layer using the same. It may be. Considering that the first circuit pattern 210 should be patterned to have a smaller size and that the selective etching of the copper layer is quite difficult, the first circuit pattern 210 is formed after forming the first resist pattern 201. The process of forming the first circuit pattern 210 by copper plating is more advantageous to form the first circuit pattern 210 having a finer size in a more precise shape.

도 3을 참조하면, 제1회로 패턴(210)을 포함한 캐리어 기판(100) 상측 에 절연 기판(300) 및 인터포저 기판(400)을 도입한다. 절연 기판(300)은 프리프레그(prepreg) 기판과 같은 절연 수지가 이용될 수 있지만, 에폭시 수지와 열 가소성 수지가 블렌딩(blending)된 수지동박코팅제(RCC) 수지나 ABF 수지가 이용될 수 있다. 인터포저 기판(400)은 실리콘 반도체 칩이나 능동 칩을 이루는 실리콘과 동일 물질인 실리콘(Si) 기판이 이용될 수 있다. Referring to FIG. 3, an insulating substrate 300 and an interposer substrate 400 are introduced over the carrier substrate 100 including the first circuit pattern 210. The insulating substrate 300 may be an insulating resin such as a prepreg substrate, but a resin copper foil coating agent (RCC) resin or an ABF resin blended with an epoxy resin and a thermoplastic resin may be used. The interposer substrate 400 may be a silicon semiconductor chip or a silicon (Si) substrate which is the same material as the silicon forming the active chip.

도 4를 참조하면, 제1회로 패턴(210)을 포함한 캐리어 기판(100) 상에 프리프레그 기판인 절연 기판(300)을 적층하고, 절연 기판(300) 상에 실리콘 인터포저 기판(400)을 적층한 후, 가압 가열 프레스(press)하여 부착한다. 이때, 절연 기판(300)의 프리프레그 내에 제1회로 패턴(210)이 함침되어 임베드(embed)되게 한다. Referring to FIG. 4, an insulating substrate 300, which is a prepreg substrate, is stacked on a carrier substrate 100 including a first circuit pattern 210, and a silicon interposer substrate 400 is disposed on the insulating substrate 300. After lamination | stacking, it press-presses and attaches. At this time, the first circuit pattern 210 is impregnated and embedded in the prepreg of the insulating substrate 300.

도 5를 참조하면, 인터포저 기판(400) 상에 제2레지스트 패턴(205)을 형성한다. 제2레지스트 패턴(205)은 건식 레지스트 필름 부착, 노광 및 현상의 리소그래피 과정을 통해, 인터포저 기판(400)을 관통하는 제1비아홀(via hole) 및 제2회로패턴을 패터닝하는 몰드(mold)로서의 관통 그루브(groove)들이 위치할 부분을 노출하게 형성될 수 있다. Referring to FIG. 5, a second resist pattern 205 is formed on the interposer substrate 400. The second resist pattern 205 is a mold for patterning a first via hole and a second circuit pattern passing through the interposer substrate 400 through a lithography process of attaching, exposing and developing a dry resist film. It can be formed to expose the portion where the through grooves as will be located.

도 6을 참조하면, 제2레지스트 패턴(205)에 의해 노출된 인터포저 기판(400) 부분을 선택적으로 식각하여 관통하는 제1비아홀(401) 및 제2회로패턴을 패터닝하는 몰드(mold)로서의 관통 그루브(groove: 402)들을 형성한다. 이때, 식각 과정은 이방성 건식 식각 과정으로 수행될 수 있다. 실리콘 공정으로 제1비아홀(401) 및 관통 그루브(402)들을 형성할 수 있으므로, 제1비아홀(401) 및 관통 그루브(402)들의 크기는 보다 미세한 크기로 형성될 수 있다. 실리콘 인터포저 기판(400)은 매우 얇은 두께, 예컨대, 100㎛ 내지 수십 ㎛ 두께로 도입될 수 있다. 이와 같이 얇은 두께로 실리콘 인터포저 기판(400)이 도입되어도, 인터포저 기판(400)이 캐리어 기판(100) 상에 부착된 상태로 공정이 수행되므로, 인터포저 기판(400)의 얇은 두께에 의한 실리콘 인터포저 기판(400)의 말림(wrappage) 현상이 억제될 수 있다. 즉, 기판 말림 현상을 억제할 수 있어, 실리콘 인터포저 기판(400)의 두께를 매우 얇은 두께로 도입하는 것이 가능하다. 실리콘 인터포저 기판(400)의 두께를 얇게 도입할 수 있으므로, 제1비아홀(401) 및 관통 그루브(402)들을 형성하는 건식 식각 과정을 수행하는 데 공정 부담이 상대적으로 감소시킬 수 있으며, 또한 보다 미세한 크기로 제1비아홀(401) 및 관통 그루브(402)들을 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 초소형의 반도체 칩 또는 능동 칩을 실장하는 데 유효하게 적용될 수 있다. Referring to FIG. 6, a portion of the interposer substrate 400 exposed by the second resist pattern 205 may be selectively etched to penetrate the first via hole 401 and the second circuit pattern. Through grooves 402 are formed. In this case, the etching process may be performed as an anisotropic dry etching process. Since the first via hole 401 and the through grooves 402 may be formed by the silicon process, the size of the first via hole 401 and the through grooves 402 may be formed to have a finer size. The silicon interposer substrate 400 may be introduced at a very thin thickness, for example, between 100 μm and several tens of μm. Even when the silicon interposer substrate 400 is introduced in such a thin thickness, the process is performed while the interposer substrate 400 is attached to the carrier substrate 100, and thus, the thin interposer substrate 400 Wrappage of the silicon interposer substrate 400 may be suppressed. That is, the substrate curling phenomenon can be suppressed, and the thickness of the silicon interposer substrate 400 can be introduced at a very thin thickness. Since the thickness of the silicon interposer substrate 400 can be introduced thinly, the process burden can be relatively reduced to perform the dry etching process of forming the first via holes 401 and the through grooves 402, and moreover. It is possible to form the first via hole 401 and the through grooves 402 in a fine size. Therefore, it can be effectively applied to mounting a micro semiconductor chip or an active chip.

도 7을 참조하면, 제2레지스트 패턴(205)을 선택적으로 제거하고, 제1비아홀(401) 및 관통 그루브(402)들의 측벽 등에 절연을 위한 절연층을 열적 산화 과정으로 형성되는 실리콘 산화물층(도시되지 않음)을 포함하여 형성할 수 있다. 인터포저 기판(400)이 실리콘으로 이루어지므로, 실리콘의 산화에 의해 실리콘 산화물을 절연층으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 7, a silicon oxide layer is formed by selectively removing the second resist pattern 205 and forming an insulating layer for insulating the sidewalls of the first via hole 401 and the through grooves 402 through thermal oxidation. And not shown). Since the interposer substrate 400 is made of silicon, silicon oxide may be formed as an insulating layer by oxidation of silicon.

도 8을 참조하면, 제1비아홀(401)과 연결되는 제2비아홀(403)을 하부의 절연 기판(300)을 관통하여 제1회로 패턴(210)을 노출하게 형성한다. 제1비아홀(401)에 노출된 하부의 절연 기판(300) 부분을 드릴링(drilling)하여 하측의 제1회로 패턴(210)을 노출하는 제2비아홀(403)을 형성한다. 이에 따라, 인터포저 기판(400) 및 절연 기판(300)을 관통하는 관통 비아홀(410)이 제1 및 제2비아홀(401)이 연결된 형태로 형성된다. 드릴링 과정은 레이저 드릴링 과정으로 수행될 수 있다. Referring to FIG. 8, the second via hole 403 connected to the first via hole 401 is formed through the lower insulating substrate 300 to expose the first circuit pattern 210. A portion of the lower insulating substrate 300 exposed by the first via hole 401 is drilled to form a second via hole 403 exposing the lower first circuit pattern 210. Accordingly, the through via hole 410 penetrating the interposer substrate 400 and the insulating substrate 300 is formed to have the first and second via holes 401 connected thereto. The drilling process can be performed with a laser drilling process.

도 9를 참조하면, 관통 비아홀(410)에 의해 노출된 제1회로 패턴(210) 상 및 관통 그루브(402)에 의해 노출된 절연 기판(300) 부분 상에 제2시드층(430)을 증착한다. 이러한 제2시드층(430)은 구리층을 포함하여 증착될 수 있으며, 관통 비아홀(410) 및 관통 그루브(402)의 측벽 상으로 연장될 수 있다. Referring to FIG. 9, the second seed layer 430 is deposited on the first circuit pattern 210 exposed by the through via hole 410 and on the portion of the insulating substrate 300 exposed by the through groove 402. do. The second seed layer 430 may be deposited including a copper layer and may extend on sidewalls of the through via hole 410 and the through groove 402.

도 10을 참조하면, 제1회로 패턴(210)에 연결될 제1관통 비아 및 제2회로 패턴을 형성하기 위해서, 관통 비아홀(410)의 바닥 부분의 제2시드층(430) 부분 및 인터포저 기판(400)만을 관통하는 관통 그루브(402) 바닥의 제2시드층(430) 부분들을 여는 제3레지스트 패턴(207)을 형성한다. 제3레지스트 패턴(207)은 건식 레지스트 필름 부착, 노광 및 현상을 포함하는 리소그래피 과정을 수행하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 10, in order to form the first through via and the second circuit pattern to be connected to the first circuit pattern 210, the second seed layer 430 and the interposer substrate of the bottom portion of the through via hole 410 are formed. A third resist pattern 207 is formed to open portions of the second seed layer 430 at the bottom of the through groove 402 penetrating only the 400. The third resist pattern 207 may be formed by performing a lithography process including attaching, exposing and developing a dry resist film.

도 11을 참조하면, 제3레지스트 패턴(207)에 노출된 제2시드층(430) 부분에 동도금과 같은 도전층 형성 과정을 수행하여, 관통 비아홀(410)을 채우는 제1관통 비아(440) 및 관통 그루브(402)들을 채우는 제2회로 패턴(450)들을 형성한다. 이후에, 제3레지스트 패턴(207)을 선택적으로 스트립 제거한다. 제1관통 비아(440)는 인터포저 기판(400)과 절연 기판(300)을 관통하여 전기적 연결 경로를 제공하고, 제2회로 패턴(450)은 이러한 제1관통 비아(400)와 연결되는 전기적 회로를 제공할 수 있다. Referring to FIG. 11, a first through via 440 filling the through via hole 410 is formed by performing a conductive layer formation process such as copper plating on a portion of the second seed layer 430 exposed to the third resist pattern 207. And second circuit patterns 450 filling the through grooves 402. Thereafter, the third resist pattern 207 is selectively stripped. The first through via 440 penetrates the interposer substrate 400 and the insulating substrate 300 to provide an electrical connection path, and the second circuit pattern 450 is electrically connected to the first through via 400. A circuit can be provided.

도 12를 참조하면, 실리콘 인터포저 기판(400) 상측 표면이 노출되게 평탄화하여 제2시드층(430)을 제거함으로써, 제1관통 비아(440) 및 제2회로 패턴들(450)들을 전극 분리(node separation)한다. 이때, 평탄화 과정은 화학기계적연마(CMP) 과정과 같은 연마 샌딩(sanding) 과정으로 수행될 수 있다. 이러한 샌딩 과정으로 제2시드층(430) 및 제1관통 비아(440), 제2회로 패턴들(450)의 상측 일부를 연마함으로써, 제1관통 비아(440) 및 제2회로 패턴들(450)의 상측 표면은 인터포저 기판(400)의 상측 표면과 실질적으로 동일한 표면 높이를 가진다. 이에 따라, 인터포저 기판(400) 표면은 평탄한 표면을 가지게 된다. Referring to FIG. 12, the upper surface of the silicon interposer substrate 400 is planarized to remove the second seed layer 430, thereby separating the first through via 440 and the second circuit patterns 450 from each other. (node separation) In this case, the planarization process may be performed by an abrasive sanding process such as chemical mechanical polishing (CMP) process. The first seeding via 440 and the second circuit patterns 450 may be polished by grinding the second seed layer 430, the first through via 440, and the upper part of the second circuit patterns 450 by the sanding process. The top surface of) has a surface height that is substantially the same as the top surface of interposer substrate 400. Accordingly, the surface of the interposer substrate 400 has a flat surface.

도 13을 참조하면, 캐리어 기판(100)을 탈착(detatch)한다. 이때, 제1동박층(110)이 이형층으로 작용하므로, 도 13에 제시된 바와 같이, 상부의 제2동박층(120)이 잔류하며 캐리어 기판(100)이 탈착된다. 도 14를 참조하면, 인터포저 기판(400) 상에 보호층(209)을 부착하여 마스킹(masking)한 후, 하면의 제1동박층(110)을 식각하여 제거한다. 이에 따라, 제1회로 패턴(210)의 하면이 외부로 노출된다. 이러한 제1동박층(110)의 제거는 습식 식각 과정으로 수행될 수 있으며, 습식 식각 시 인터포저 기판(400)의 상면을 보호하기 위해서 보호층(209)은 건식 레지스트 필름으로 도입될 수 있다. 이후에, 보호층(209)은 선택적으로 제거될 수 있다. Referring to FIG. 13, the carrier substrate 100 is detached. In this case, since the first copper foil layer 110 serves as a release layer, as shown in FIG. 13, the second copper foil layer 120 on the top remains and the carrier substrate 100 is detached. Referring to FIG. 14, after the protective layer 209 is attached and masked on the interposer substrate 400, the first copper foil layer 110 on the lower surface is etched and removed. Accordingly, the bottom surface of the first circuit pattern 210 is exposed to the outside. The removal of the first copper foil layer 110 may be performed by a wet etching process, and the protective layer 209 may be introduced into a dry resist film to protect the upper surface of the interposer substrate 400 during wet etching. Thereafter, the protective layer 209 may be selectively removed.

도 15를 참조하면, 노출된 인터포저 기판(400)의 제1관통 비아(410)의 상측 표면 및 제1 및 제2회로 패턴들(210, 450)의 노출된 표면에 전처리, 예컨대, 동 표면 조도 처리를 수행한 후, 솔더 마스크(solder mask: 510)를 형성한다. 솔더 마스크(510)는 솔더 볼과 같은 제1연결 부재가 부착될 부분, 예컨대, 제1관통 비아(440)의 상면 및 이에 연결된 제1회로 패턴(210)의 하면을 노출하게 형성될 수 있다. 솔더 마스크(510)는 솔더 마스크 물질의 도포(coating), 건조, 노광 및 현상, 경화를 위한 가열 또는 자외선 조사를 통해 형성될 수 있다. 외부에 노출되지 않고 내측 회로 배선을 위해 패터닝된 일부의 제1회로 패턴(210)들 및 제2회로 패턴(450)들은 솔더 마스크(510)에 가려져 차단되게 된다. Referring to FIG. 15, pretreatment, eg, copper surfaces, on the upper surface of the first through via 410 of the exposed interposer substrate 400 and the exposed surface of the first and second circuit patterns 210, 450. After the roughening process, a solder mask 510 is formed. The solder mask 510 may be formed to expose a portion to which a first connection member such as solder ball is attached, for example, an upper surface of the first through via 440 and a lower surface of the first circuit pattern 210 connected thereto. The solder mask 510 may be formed through coating, drying, exposure and development, heating or ultraviolet irradiation for curing of the solder mask material. Some of the first circuit patterns 210 and the second circuit patterns 450 that are patterned for the inner circuit wiring without being exposed to the outside are blocked by the solder mask 510.

도 16을 참조하면, 솔더 마스크(510)에 노출된 제1회로 패턴(210) 표면 및 제1관통 비아(440) 표면에 표면처리층(530)을 형성한다. 표면처리 공정으로서 소프트 골드(Soft Gold) 도금이나 ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold) 공정이 주로 사용될 수 있다. 또한, ENEPIG(electroless Ni and electroless Pd and immersion gold), TIN 도금 등의 일반적인 표면처리 공정이 사용될 수도 있다. 즉, 표면처리층(530)은 금(Au), 은(Ag), 니켈금(NiAu), 니켈은(NiAg), 니켈은금(NiAgAu), Ni파라듐(NiPd), 니켈팔라듐금(NiPdAu), 주석(Sn) 또는 OSP (Organic solderability Preservatives)층으로 형성될 수 있다. 이후에 개별 기판 부분들로 분리하는 라우터(router) 과정을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 16, a surface treatment layer 530 is formed on the surface of the first circuit pattern 210 and the surface of the first through via 440 exposed to the solder mask 510. As the surface treatment process, soft gold plating or electroless nickel immersion gold (ENIG) process may be mainly used. In addition, general surface treatment processes such as electroless Ni and electroless Pd and immersion gold (ENEPIG) and TIN plating may be used. That is, the surface treatment layer 530 is gold (Au), silver (Ag), nickel gold (NiAu), nickel silver (NiAg), nickel silver (NiAgAu), Ni palladium (NiPd), nickel palladium gold (NiPdAu ), Tin (Sn) or OSP (Organic solderability Preservatives) layer may be formed. Thereafter, a router process of separating the individual substrate parts may be performed.

도 17을 참조하면, 표면처리층(530)에 제1솔더 볼(550)과 같은 제1연결 부재를 SOP(Solder On Pad) 과정을 통해 부착한다. 이때, 제1솔더 볼(550) 대신에 범프(bump)를 형성할 수도 있다. Referring to FIG. 17, a first connection member such as the first solder ball 550 is attached to the surface treatment layer 530 through a SOP (Solder On Pad) process. In this case, a bump may be formed instead of the first solder ball 550.

도 18을 참조하면, 제1솔더 볼(550)을 이용하여 반도체 칩(600) 또는 능동 칩을 실장한다. 이때, 반도체 칩(600)과 실리콘 인터포즈 기판(400)이 반도체 칩(600)에 대향되게 위치하므로, 반도체 칩(600)과 실리콘 인터포즈 기판(400)의 열팽창 계수가 실질적으로 유사할 수 있어, 열적 스트레스에 의해 제1솔도 볼(550)과 같은 연결 부재에 크랙이 유발되는 것을 유효하게 억제할 수 있다. 반도체 칩(600)에서 발생되는 열이 인터포즈 기판(400)에 전달되고, 이러한 열에 의해 팽창되는 정도가 반도체 칩(600)과 인터포즈 기판(400)이 유사하게 유지될 수 있어, 제1솔더 볼(550)과 같은 연결 부재에 열적 스트레스가 과다하게 인가되는 것을 방지할 수 있다. 인터포저 기판(400)은 열의 방출 및 열적 스트레스가 신뢰성을 저하시키는 것을 완충하고 완화시키는 작용을 할 수 있다. Referring to FIG. 18, the semiconductor chip 600 or the active chip is mounted using the first solder ball 550. In this case, since the semiconductor chip 600 and the silicon interpose substrate 400 are positioned to face the semiconductor chip 600, the thermal expansion coefficients of the semiconductor chip 600 and the silicon interpose substrate 400 may be substantially similar. In addition, it is possible to effectively suppress the occurrence of a crack in the connecting member such as the first brush ball 550 by thermal stress. Heat generated in the semiconductor chip 600 is transferred to the interpose substrate 400, and the degree of expansion due to the heat can be maintained similarly between the semiconductor chip 600 and the interpose substrate 400, so that the first solder Excessive thermal stress can be prevented from being applied to the connection member such as the ball 550. The interposer substrate 400 may function to buffer and alleviate the release of heat and thermal stress from lowering reliability.

반도체 칩(600)에 연결된 제1솔더 볼(550)과 같은 제1연결 부재에 의한 전기적 연결 통로는 제1관통 비아(440)를 통해 제1회로 패턴(210)으로 연결되고, 제1회로 패턴(210)에 부착되는 제2솔더 볼(570)과 같은 다른 제2연결 부재에 의해 모듈 PCB(700)와 같은 다른 PCB 기판에 연결될 수 있다. Electrical connection passages by the first connection member such as the first solder ball 550 connected to the semiconductor chip 600 are connected to the first circuit pattern 210 through the first through via 440, and the first circuit pattern. It may be connected to another PCB substrate such as module PCB 700 by another second connection member such as second solder ball 570 attached to 210.

한편, 인터포저 기판(400) 상에 패시베이션층(passivation layer)을 형성하고, 이를 관통하는 제2관통 비아 및 제3의 회로 패턴들을 형성함으로써, 다층 배선 구조를 구현할 수도 있다. Meanwhile, by forming a passivation layer on the interposer substrate 400 and forming second through vias and third circuit patterns penetrating the interlayer substrate 400, a multilayer wiring structure may be implemented.

도 19를 참조하면, 인터포저 기판(400) 상을 덮어 차단하는 패시베이션층(310)을 형성한다. 이러한 패시베이션층(310)은 에폭시수지, 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물과 같은 절연층을 적층, 증착하거나 도포하여 형성할 수 있다. Referring to FIG. 19, a passivation layer 310 is formed to cover and block the interposer substrate 400. The passivation layer 310 may be formed by stacking, depositing, or applying an insulating layer such as epoxy resin, silicon oxide, or silicon nitride.

도 20을 참조하면, 패시베이션층(310)을 관통하는 제3관통 비아홀(311)을 형성한 후 제3관통 비아홀(311)을 채우는 도전층, 예컨대, 구리층을 패시베이션층(310) 상에 형성한다. 도전층을 패터닝하는 리소그래피 및 식각 과정을 수행하여, 제3관통 비아홀(311)을 채우는 제2관통 비아(313) 및 제3회로 패턴(315)들을 형성할 수 있다. 이러한 과정들을 반복함으로써 다층 배선 구조를 구현할 수 있다. Referring to FIG. 20, after forming the third through via hole 311 penetrating the passivation layer 310, a conductive layer, for example, a copper layer filling the third through via hole 311 is formed on the passivation layer 310. do. Lithography and etching processes of patterning the conductive layer may be performed to form second through vias 313 and third circuit patterns 315 filling the third through vias 311. By repeating these processes, a multilayer wiring structure can be realized.

이후에, 도 15를 참조하여 설명한 바와 같이 솔더 마스크 형성 과정, 표면처리층 형성 과정, SOP 과정 및 칩 실장 과정 등이 수행될 수 있다. Thereafter, as described with reference to FIG. 15, a solder mask forming process, a surface treatment layer forming process, an SOP process, and a chip mounting process may be performed.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 실리콘 인터포저와 PCB 기판을 일체형으로 제조하는 방법을 제시한다. 실리콘 인터포저 내부에 전기적으로 접속된 회로 배선을 구현할 수 있어, 회로 매립에 의해 일반 PCB 기판에 비해 미세 회로 패턴을 제공할 수 있다. 실리콘 능동 반도체 칩과 열 팽창 계수가 실질적으로 동일한 실리콘 인터포저를 구현함으로써, 열적 스트레스 완화에 의해 신뢰성 문제를 개선하고 열전도도를 개선할 수 있다. Embodiments of the present invention as described above provide a method of integrally manufacturing a silicon interposer and a PCB substrate. The circuit wiring electrically connected inside the silicon interposer can be implemented, so that the circuit embedding can provide a fine circuit pattern compared to a general PCB substrate. By implementing a silicon interposer with substantially the same thermal expansion coefficient as a silicon active semiconductor chip, thermal stress relief can improve reliability problems and improve thermal conductivity.

100: 캐리어 기판, 210, 315, 450: 회로 패턴,
300: 절연 기판, 313, 440: 관통 비아,
400: 실리콘 인터포저 기판.
100: carrier substrate, 210, 315, 450: circuit pattern,
300: insulated substrate, 313, 440: through via,
400: silicon interposer substrate.

Claims (15)

캐리어(carrier) 기판의 제1시드층 상에 제1회로 패턴들을 형성하는 단계;
상기 캐리어 기판 상에 절연 기판 및 실리콘 인터포저(Si interposer) 기판을 도입하고 가압하여 상기 절연 기판에 상기 제1회로 패턴들이 함침되게 상호 부착시키는 단계;
상기 실리콘 인터포저 기판을 관통하는 제1비아홀(via hole) 및 관통 그루브(groove)들을 형성하는 단계;
상기 제1비아홀의 바닥에 노출되는 상기 절연 기판 부분을 선택적으로 제거하여 상기 제1회로 패턴들 중 어느 하나를 노출하는 제2비아홀을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2비아홀을 함께 채우는 제1관통 비아 및 상기 그루브들을 채우는 제2회로 패턴들을 형성하는 단계;
상기 캐리어 기판을 탈착시키는 단계; 및
상기 캐리어 기판의 탈착에 의해 노출된 상기 제1시드층을 제거하여 상기 제1회로 패턴들의 하면을 노출하는 단계를 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
Forming first circuit patterns on a first seed layer of a carrier substrate;
Introducing and pressing an insulating substrate and a silicon interposer substrate on the carrier substrate so that the first circuit patterns are impregnated to the insulating substrate;
Forming first via holes and through grooves through the silicon interposer substrate;
Selectively removing a portion of the insulating substrate exposed to the bottom of the first via hole to form a second via hole exposing any one of the first circuit patterns;
Forming first through vias filling the first and second via holes together and second circuit patterns filling the grooves;
Detaching the carrier substrate; And
And removing the first seed layer exposed by the detachment of the carrier substrate to expose the bottom surfaces of the first circuit patterns.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 기판과 상기 제1시드층과의 계면에 상기 캐리어 기판의 탈착 시 이형층으로 작용할 구리층을 형성하는 단계를 더 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 1,
And forming a copper layer on the interface between the carrier substrate and the first seed layer to serve as a release layer when the carrier substrate is desorbed.
제1항에 있어서,
상기 제1시드층은 상기 제1회로 패턴들이 동도금되기 위해 구리층을 포함하여 상기 캐리어 기판 상에 형성되는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 1,
And the first seed layer is formed on the carrier substrate including a copper layer to copper plate the first circuit patterns.
제1항에 있어서,
상기 제1비아홀(via hole) 및 그루브들을 형성하는 단계는
상기 실리콘 인터포저 기판 상에 제1레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제1레지스트 패턴에 노출된 상기 실리콘 인터포저 기판 부분들을 선택적으로 건식 식각하는 단계를 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 1,
Forming the first via hole and grooves
Forming a first resist pattern on the silicon interposer substrate; And
Selectively dry etching the portions of the silicon interposer substrate exposed to the first resist pattern.
제1항에 있어서,
상기 제2비아홀(via hole)을 형성하는 단계는
상기 제1비아홀에 노출된 상기 절연 기판의 바닥을 드릴링(drilling)하는 단계를 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 1,
Forming the second via hole
And drilling a bottom of the insulating substrate exposed to the first via hole.
제1항에 있어서,
상기 제1관통 비아 및 제2회로 패턴들을 형성하는 단계는
상기 제2관통 비아홀에 노출되는 상기 제1회로 패턴의 상면 및 상기 관통 그루브들의 바닥에 노출되는 상기 절연 기판 부분들 상에 형성되어 상기 실리콘 인터포저 기판 상으로 연장되는 제2시드층을 형성하는 단계;
상기 제2시드층의 상기 제1관통 비아홀 및 상기 그루브들에 위치하는 부분을 노출하는 제2레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 제2레지스트 패턴에 노출된 상기 제2시드층 부분 상에 도전층을 형성하는 단계; 및
상기 제2레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 1,
Forming the first through via and the second circuit patterns
Forming a second seed layer formed on upper portions of the first circuit pattern exposed to the second through via hole and portions of the insulating substrate exposed on the bottom of the through grooves and extending onto the silicon interposer substrate. ;
Forming a second resist pattern exposing a portion located in the first through via hole and the grooves of the second seed layer;
Forming a conductive layer on a portion of the second seed layer exposed to the second resist pattern; And
And removing the second resist pattern.
제6항에 있어서,
상기 제2레지스트 패턴을 제거한 후에,
상기 인터포저 기판의 표면이 노출되게 상기 도전층 및 상기 제2시드층 부분을 샌딩(sanding) 연마하여 상기 제1관통 비아 및 상기 제2회로 패턴들로 전극 분리하는 단계를 더 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 6,
After removing the second resist pattern,
And sanding and polishing the conductive layer and the second seed layer portions to expose the surface of the interposer substrate to separate the electrodes into the first through vias and the second circuit patterns. Printed circuit board manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 제1관통 비아의 상면 및 상기 제1관통 비아에 연결된 상기 제1회로 패턴의 하면을 노출하는 솔더 마스크(solder mask)를 형성하는 단계;
상기 제1관통 비아의 상면에 반도체 칩과의 연결을 위한 제1연결 부재를 형성하는 단계; 및
상기 제1회로 패턴의 하면에 모듈 기판과의 연결을 위한 제2연결 부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 1,
Forming a solder mask exposing a top surface of the first through via and a bottom surface of the first circuit pattern connected to the first through via;
Forming a first connection member on a top surface of the first through via for connection with a semiconductor chip; And
And forming a second connection member on the lower surface of the first circuit pattern to connect with the module substrate.
제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2연결 부재는 솔더 볼로 부착되거나 또는 범프로 형성 되고,
상기 솔더 볼 부착 또는 범프 형성 이전에 상기 노출된 제1관통 비아의 상면 및 상기 제1회로 패턴의 하면에 금(Au), 은(Ag), 니켈금(NiAu), 니켈은(NiAg), 니켈은금(NiAgAu), Ni파라듐(NiPd), 니켈팔라듐금(NiPdAu), 주석(Sn) 또는 OSP(Organic solderability Preservatives)을 포함하는 표면처리층을 형성하는 단계를 더 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 8,
The first and second connection members are attached with solder balls or formed as bumps,
Gold (Au), silver (Ag), nickel gold (NiAu), nickel silver (NiAg), nickel on the upper surface of the exposed first through via and the lower surface of the first circuit pattern prior to the solder ball attachment or bump formation An interposer integrated printed circuit further comprising forming a surface treatment layer comprising silver gold (NiAgAu), Ni palladium (NiPd), nickel palladium gold (NiPdAu), tin (Sn), or organic solderability preservatives (OSP). Substrate manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 기판을 탈착시키는 단계 이전에,
상기 제1 관통비아 및 제2회로 패턴들을 덮는 패시베이션(passivation)층을 형성하는 단계; 및
상기 패시베이션층을 관통하는 제2관통 비아 및 상기 패시베이션층 상에 제3의 회로 패턴들을 형성하는 단계를 더 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 1,
Before the step of detaching the carrier substrate,
Forming a passivation layer covering the first through via and the second circuit patterns; And
And forming third circuit patterns on the passivation layer and second through vias passing through the passivation layer.
제10항에 있어서,
상기 패시베이션층은
에폭시수지, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함하는 절연 물질을 적층, 증착 또는 도포하여 형성되는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 10,
The passivation layer is
An interposer integrated printed circuit board manufacturing method formed by stacking, depositing, or applying an insulating material including epoxy resin, silicon oxide, or silicon nitride.
제10항에 있어서,
상기 패시베이션(passivation)층, 상기 제2관통 비아 및 상기 제3의 회로 패턴들을 형성하는 단계들을 다수 번 반복하여 다층 배선 구조를 형성하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판 제조 방법.
The method of claim 10,
And repeating the steps of forming the passivation layer, the second through via, and the third circuit patterns a plurality of times to form a multi-layered wiring structure.
제1회로 패턴들이 함침된 절연 기판;
상기 절연 기판의 상기 제1회로 패턴들이 함침된 면에 대향되는 반대 면에 부착된 실리콘 인터포저(Si interposer) 기판; 및
상기 실리콘 인터포저 기판 및 상기 절연 기판을 관통하여 상기 제1회로 패턴에 연결되고 상기 실리콘 인터포저 기판 상에 실장될 반도체 칩에 연결될 제1관통 비아를 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판.
An insulating substrate impregnated with first circuit patterns;
A silicon interposer substrate attached to an opposite surface opposite to the surface on which the first circuit patterns of the insulating substrate are impregnated; And
And a first through via penetrating the silicon interposer substrate and the insulating substrate to be connected to the first circuit pattern and to a semiconductor chip to be mounted on the silicon interposer substrate.
제13항에 있어서,
상기 인터포저 기판을 관통하고 상기 절연 기판에 의해 절연되는 제2회로 패턴들을 더 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판.
The method of claim 13,
And a second circuit pattern passing through the interposer substrate and insulated by the insulating substrate.
제13항에 있어서,
상기 실리콘 인터포저 기판 상에 형성된 패시베이션(passivation)층; 및
상기 패시베이션층을 관통하는 제2관통 비아 및 상기 패시베이션층 상에 형성된 제3의 회로 패턴들을 포함하는 다층 배선 구조를 더 포함하는 인터포저 일체형 인쇄회로기판.

The method of claim 13,
A passivation layer formed on the silicon interposer substrate; And
And a multi-layer interconnection structure comprising a second through via penetrating through the passivation layer and third circuit patterns formed on the passivation layer.

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US11516912B2 (en) 2019-12-18 2022-11-29 Samsung Electronics Co., Ltd Printed circuit board and electronic device having the same
WO2023153684A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-17 삼성전자주식회사 Printed circuit board assembly comprising spacer having self-alignment function, and electronic device comprising same

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