KR101457338B1 - 회로배선판 제조방법 - Google Patents

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김주열
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Abstract

본 발명은 솔더 페이스트 인쇄(print) → 검사 공정(inspection) → 탑볼 어태치(SBA) → 플레이트 지그 장착 → 리플로우(reflow) → 디플럭스(deflux) → 검사공정(inspection)을 공정순서로 하고, 가열하여 리플로우 공정을 실시하는 동안에 C4 범프 위에 놓인 플레이트 지그의 하중으로 인해, C4 범프가 플랫하게 소성가공이 동시에 진행된다.

Description

회로배선판 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING A PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것으로, 특히 플립칩 기판 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 플립칩 기판을 위한 솔더 범프를 제조하는 방법에 관한 것으로서, C4(Controlled Collapse Chip Connection) 영역의 라운드 범프를 플라스틱 변형(plastic deformation) 해주는 방법에 관한 것이다.
회로의 집적도가 증가하고 신호간섭을 최소화하기 위한 수단으로 기판 표면에 칩을 직접 실장하는 플립칩(flip-chip) 공법이 통용되고 있다. 기판에 칩을 플립칩 방식으로 실장하기 위해서는, 패드 위에 솔더 범프를 제작하여야 한다.
특히, 스트립을 구성하는 각각의 유닛의 내부에 플립칩을 위한 C4 범프('솔더범프'라 칭하기도 한다)와 함께 외곽에 탑볼(top ball)('솔더볼'이라 칭하기도 한다)을 형성하여야 할 경우, 통상적으로 솔더 페이스트 인쇄(print) → 검사 공정(inspection) → 리플로우(reflow) → 디플럭스(deflux) → 탑볼 어태치(SBA) → 리플로우(reflow) 2 → 디플럭스(deflux) 2 → 코이닝(coining) 공정 → 검사공정(inspection)을 거치게 된다.
이 경우, C4 범프 상부만을 선택적(selective coining)으로 플랫하게 소성가공하기 위하여 코인닝 헤드를 제작하여야 하고, 코이닝 공정 시에 탑볼은 내리누르지 않도록 CCD 카메라를 이용해서 정렬을 하여야 한다. 또한, 코이닝 헤드의 제작공차 및 설비 가압력, 온도 불균일성은 C4 범프 높이의 높이편차와 평탄도 불량문제를 야기한다.
1. 대한민국 특허공개 제10-2010-0110454호. 2. 대한민국 특허공개 제10-2012-0041430호. 3. 대한민국 특허공개 제10-2011-0129506호. 4. 대한민국 등록특허 제1,162,089호.
따라서 본 발명의 제1 목적은 C4 범프 영역과 탑볼 영역을 구비한 인쇄회로기판 유닛에 있어서, C4 영역의 범프를 플랫하게 소성가공하여 주는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적에 부가하여, 코이닝 프로세스를 생략한 플립칩 범프 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 솔더 페이스트 인쇄(print) → 검사 공정(inspection) → 탑볼 어태치(SBA) → 플레이트 지그 장착 → 리플로우(reflow) → 디플럭스(deflux) → 검사공정(inspection)을 공정순서로 하고, 가열하여 리플로우 공정을 실시하는 동안에 C4 범프 위에 놓인 플레이트 지그의 하중으로 인해, C4 범프가 플랫하게 소성가공이 동시에 진행된다.
결국, 본 발명은 코이닝 프로세스가 추가로 필요하지 않으며, 리플로우와 디플럭스 프로세스를 1회만 실시하여도 되므로, 공정 리드 타임이 감소되고 생산수율의 증가를 기대할 수 있다.
도1a 내지 도1d는 본 발명에 따른 범프를 제조하는 방법을 나타낸 도면.
본 발명은 인쇄회로기판 스트립을 반복 구성하는 유닛의 C4 영역에 솔더범프와, 상기 유닛의 외곽영역에 솔더볼을 형성하는 방법에 있어서, (a) 표면에 솔더레지스트가 형성된 기판의 C4 영역에 솔더범프를 인쇄하여 형성하고, 외곽영역의 솔더레지스트 개구부(SRO)에 솔더볼을 어태치하여 형성하는 단계; (b) 스트립을 구성하는 복수개의 유닛의 C4 영역을 커버하는 플레이트 지그를 제작하여 각각의 유닛의 C4 영역 위에 상기 플레이트 지그를 정렬하여 올려놓는 단계; (c) 리플로우 프로세스를 진행하여 솔더가 동박의 표면에 접합하도록 함과 동시에 C4 영역의 솔더범프를 플랫하여 소성가공하는 단계; 및 (d) 디플럭스 프로세스를 실시해서 분출된 플럭스를 세정하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.
이하에서는 첨부도면 도1a 내지 도1d를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도1a를 참조하면, 본 발명은 기판의 표면(100)에 경화된 잉크를 형성하고 솔더 범프(10)를 형성할 부위에 C4를 개구하고, 솔더볼(20)을 형성할 부위에 솔더 레지스트 개구부(SRO)를 오픈한다. 그리고 나서, 솔더를 인쇄해서 솔더범프(10)를 C4 영역에 형성하고, 외곽영역의 SRO에는 솔더볼(20)을 어태치(attach) 한다.
도1b를 참조하면, C4 영역을 커버하는 플레이트 지그(200)를 제작하고 플레이트 지그를 C4 영역에 정렬하여 기판 위에 설치한다. 본 발명에 따른 플레이트 지그(200)의 양호한 실시예로서, 세라믹 재질 또는 DLC(Diamond-Like-Carbon) 코팅된SUS 재질의 금속판을 사용할 수 있으며, 유닛의 C4 영역만을 커버하도록 스트립을 위한 크기로 제작할 수 있다.
도1c를 참조하면, 본 발명에 따른 플레이트 지그(200)를 C4 영역에 올려놓고 리플로우 공정을 실시한다. 고온에서 솔더에 함유된 플럭스는 솔더와 동판을 서로 견고히 접합하도록 한다. 이때에, 리플로우 프로세스가 진행되면서 플레이트 지그가 솔더범프를 하중으로 누르므로 플랫하게 소성한다.
도1d를 참조하면, 플레이트 지그(200)를 분리하고 디플럭스 프로세스를 진행함으로써 리플로우 과정 중에서 분출된 플럭스를 세정한다. 도1d를 참조하면, 표면이 플랫하게 소성된 솔더범프(10)가 도시되어 있으며, 외곽에는 솔더볼(20)이 부착되어 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.
본 발명은 코이닝 프로세스가 추가로 필요하지 않으므로 공정비용과 공차에 의한 불량을 감소할 수 있으며, C4영역의 솔더범프와 외곽 SRO 영역의 솔더볼을 동시에 제작한 후 단 1회에 리플로우와 디플럭스 프로세스를 실시하므로 공정 리드 타임이 감소되고 생산수율의 증가를 기대할 수 있다.
10 : 솔더범프
20 : 솔더볼
100 : 기판
200 : 플레이트 지그

Claims (2)

  1. 복수개의 유닛을 반복 배열해서 하나의 스트립을 구성하는 인쇄회로기판의 유닛에 있어서, C4 영역에는 솔더범프를 형성하고 상기 유닛의 외곽영역에는 솔더볼을 형성하는 방법에 있어서,
    (a) 기판의 표면에 경화 잉크를 형성하는 단계;
    (b) C4 영역 중 솔더범프를 형성할 부위의 경화 잉크를 제거하여 개구하고, 외곽영역의 경화 잉크를 제거하여 개구부(SRO)를 오픈하는 단계;
    (c) 솔더를 인쇄해서 C4 영역에 솔더범프를 형성하고, 외곽영역의 개구부에 솔더볼을 어태치하여 형성하는 단계;
    (d) C4 영역을 커버하는 플레이트 지그를 제작하고, 상기 플레이트 지그를 C4 영역에 정렬하여 올려놓는 단계;
    (e) 리플로우 프로세스를 진행하여 솔더가 동박의 표면에 접합하도록 함과 동시에 C4 영역의 솔더범프를 플랫하여 소성가공하는 단계; 및
    (f) 디플럭스 프로세스를 실시해서 분출된 플럭스를 세정하는 단계
    를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계(d)의 플레이트 지그는 세라믹 재질 또는 DLC 코팅된 SUS 재질의 금속판인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349602A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Toppan Printing Co Ltd バンプのフラッタニング用治具およびフラッタニング方法、並びに多層基板の製造方法
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KR20090071443A (ko) * 2007-12-27 2009-07-01 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 전자 장치 및 그 제조 방법과, 배선 기판 및 그 제조 방법
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