KR19990062387A - 볼그리드어레이반도체패키지용 인쇄회로기판 및그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼그리드어레이반도체패키지용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 반도체칩 등을 외부의 환경으로부터 보호하기 위해 인쇄회로기판의 일면 또는 양면에 봉지되는 봉지재와 그 인쇄회로기판 사이의 접착력을 향상시키고, 계면박리 현상을 제거하기 위해, 다수의 전도성 비아홀이 형성되어 있는 수지기판과; 상기 수지기판의 상면에 상기 비아홀과 연결된 채 구리박막으로 형성된 반도체칩접착부 및 다수의 회로패턴과; 상기 수지기판의 저면에 솔더볼을 융착하기 위해 상기 비아홀과 연결된 채 형성된 다수의 솔더볼랜드와; 상기 솔더볼랜드를 제외한 수지기판의 저면 및 회로패턴중 반도체칩과 전도성와이어로 본딩되는 본드핑거를 제외한 수지기판의 상면 전체에 코팅된 솔더마스크로 이루어진 볼그리드어레이반도체패키지용 인쇄회로기판에 있어서, 상기 수지기판 상면에 코팅된 솔더마스크는 그 표면에 다수의 접착력강화수단이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

볼그리드어레이반도체패키지용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법

본 발명은 볼그리드어레이반도체패키지용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 반도체칩 등을 외부의 환경으로부터 보호하기 위해 인쇄회로기판의 일면 또는 양면에 봉지되는 봉지재와 그 인쇄회로기판 사이의 접착력을 향상시키고 수분침투를 억제하여 계면박리 현상을 제거할 수 있는 볼그리드어레이반도체패키지용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

통상 반도체패키지는 보다 빠르게, 보다 작게, 아울러 보다 싸게라는 삼각축안에서 발전되고 있다. 회로가 더욱 미세화됨과 동시에 고성능화되어 가는 반도체칩의 성능을 효율적으로 발현시키기 위해서는 통상적으로 전기적 성능이 우수하고, 고방열성이며, 대용량의 입출력핀수를 수용할 수 있는 반도체패키지가 요구되고 있다. 이중에서도 특히 대용량의 입출력핀수를 수용가능하게 한 것이 인쇄회로기판을 이용한 볼그리드어레이반도체패키지(이하 BGA패키지라 칭함)일 것이다. 상기 BGA패키지는 인쇄회로기판을 이용함으로써 전체적인 전기회로의 길이를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 파워나 그라운드 본딩 영역을 용이하게 도입할 수 있음으로써 탁월한 전기적 성능을 발현시킬 수 있고, 또한 입출력핀수의 설계시에 QFP(Quad Flat Package)와 같은 제약없이 보다 여유있는 간격으로 보다 많은 입출력핀수를 만들 수 있는 장점이 있음으로써 차세대 반도체패키지로 부각되고 있다.

한편, 상기 인쇄회로기판은 통상 유리섬유로 보강시킨 열경화성수지복합재(Glass Fiber Reinforced Thermosetting Composite, 이하 수지기판으로 칭함)와 이를 구리박막을 이용해서 샌드위치 형태로 적층시킨후 표면에 고분자수지로 코팅을 실시하여 솔더마스크를 형성시킨 형태를 한다. 상기한 형태의 인쇄회로기판은 소위 단층 인쇄회로기판이라고도 하며, 최근에는 상기 수지기판 및 구리박막을 다층으로 형성하고 각층의 구리박막은 전도성 비아홀로 연결한 구조의 다층 인쇄회로기판도 제조 및 판매되고 있다. 이하의 설명에서는 상기한 단층 인쇄회로기판 및 그 단층 인쇄회로기판을 이용한 BGA패키지를 예로하여 설명한다.

상기한 단층 인쇄회로기판(PCB)의 종래 구조를 간단히 설명하면, 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이 수지기판(2)을 중심층으로 그 상,하부에는 구리박막으로 소정의 회로패턴(12)이 형성되어 있고, 상기 수지기판(2)의 상부 중앙에는 반도체칩이 접착되도록 반도체칩접착부(6)가 구비되어 있으며, 상기 수지기판(2)의 상,하부에 형성된 회로패턴(12)은 전도성 비아홀(4)에 의해 서로 연결되어 있으며, 상기 수지기판(2)의 하부에 형성된 회로패턴(12)에는 솔더볼랜드(16)가 형성되어 차후에 솔더볼이 융착될 수 있도록 되어 있다. 또한 상기 수지기판(2)의 상부에 형성된 회로패턴(12)중에서 차후에 반도체칩과 전도성와이어로 본딩되는 본드핑거(14) 등을 제외한 전체영역과, 하부에 형성된 회로패턴(12)중에서 솔더볼랜드(16)를 제외한 전체영역이 고분자수지로 코팅되어 솔더마스크(18)를 형성하고 있음으로써 그 인쇄회로기판(PCB)의 표면이 열이나 화학 용액 등으로부터 보호되도록 도모하고 있다.

이와 같은 인쇄회로기판(PCB)의 제조 방법을 간단히 설명하면, 수지기판(2)을 중심층으로 하여 양면에 구리박막이 압착되어 있는 원판에 각종 기준점 및 차후에 비아홀(4)이 될 부분에 홀을 형성하는 드릴링(Drilling) 단계와, 상기 드릴링으로 형성된 다수의 홀중에서 비아홀(4)이 될 부분의 상하면을 전기적으로 연결시켜 주기 위해 내벽에 도금층을 형성하는 도금 단계와, 상기 인쇄회로기판(PCB)에 반도체칩접착부(6), 회로패턴(12) 및 솔더볼랜드(16)를 형성하는 패턴 형성 단계와, 상기 비아홀(4)의 내벽 사이에 소정의 수지류를 충진시키는 홀충진 단계와, 상기와 같이 구리박막으로 형성된 반도체칩접착부(6), 회로패턴(12) 등의 상면이 균일한 두께 또는 평평한 면을 갖도록 절연체인 고분자를 수지를 다수회 코팅하여 솔더마스크(18)를 형성하는 솔더마스크 형성 단계와, 상기 솔더마스크(18) 하부의 본드핑거(14), 솔더볼랜드(16) 등의 영역을 에칭등의 방법으로 제거하는 솔더마스크 제거 단계와, 상기 본드핑거(14), 솔더볼랜드(16) 등에 니켈(Ni) 및 금(Au)을 도금하는 니켈 및 금 도금 단계로 이루어져 있다.

이와 같은 구조 및 제조 방법에 의한 인쇄회로기판(PCB)을 이용한 BGA패키지(PKG)의 구조는 첨부된 도2a에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(PCB)과, 상기 인쇄회로기판(PCB)의 반도체칩접착부(6)에 접착제로 접착된 반도체칩(50)과, 상기 반도체칩(50)의 입출력패드와 인쇄회로기판(PCB)의 회로패턴(12)에 구비된 본드핑거(14)를 전기적으로 연결하는 전도성와이어(54)와, 마더보드(Mother Board) 등에의 입출력단자로 사용하기 위해 인쇄회로기판(PCB)의 솔더볼랜드(16)에 융착된 솔더볼(56)과, 상기 인쇄회로기판(PCB)상의 반도체칩(50), 전도성와이어(5), 회로패턴(12) 등을 외부의 환경으로부터 보호하기 위해 상부면을 봉지한 봉지재(52) 등으로 이루어져 있다.

그러나 이러한 종래의 인쇄회로기판(PCB) 또는 BGA패키지(PKG)는 도2b에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(PCB)의 표면에 형성되어 있는 솔더마스크(18)와 봉지재(52)의 계면 사이에서 박리현상이 다발적으로 발생하는 치명적인 문제점을 갖고 있다. 즉, 상기 솔더마스크(18)는 주재료가 고분자수지로써 그 표면이 매우 매끄러운 성질을 갖고 있고 또한 제조시에 솔더마스크 표면을 평평하게 형성함으로써 봉지재(52)와의 접착면적이 적어 접착력이 약하고, 그 계면 사이로 수분이 쉽게 침투되어 결국 그 봉지재(52)와 인쇄회로기판(PCB)이 분리되는 박리 현상이 다발적으로 발생하는 문제점을 갖고 있다. 이와 같은 박리현상은 상기 BGA패키지(PKG)가 마더보드에 실장되는 도중 또는 실장된후 전기적으로 작동하는 때에 고온의 환경에 돌입하게 되는데 이때에는 상기 봉지재(52)와 인쇄회로기판(PCB) 사이의 열팽창계수 차이로 인해 상기 계면 박리 현상이 더욱 빈번하게 발생한다. 또한 상기 박리 현상이 심할 경우에는 상기 반도체칩(50)을 포함한 봉지재(52) 전체가 인쇄회로기판(PCB)에서 분리됨으로써 BGA패키지(PKG)가 완전히 파손되기도 한다. 또한 상기 봉지재(52)와 인쇄회로기판(PCB) 사이로 침투된 수분은 BGA패키지(PKG)가 상기와 같이 마더보드에 실장되거나 또는 실장된후 전기적 작동에 의해 고온으로 되었을 때 증기로 상변화되어 봉지재(52) 및 인쇄회로기판(PCB) 등을 크랙(Crack)시키거나 또는 팝콘(Pop Corn) 현상을 유발하기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 반도체칩 등을 외부의 환경으로부터 보호하기 위해 인쇄회로기판의 일면 또는 양면에 봉지되는 봉지재와 그 인쇄회로기판 사이의 접착력을 향상시키고, 수분의 침투를 억제하여 계면 박리 현상을 제거할 수 있는 BGA패키지용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

도1a 및 도1b는 종래의 일반적인 인쇄회로기판의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이다.

도2a 및 도2b는 종래의 일반적인 볼그리드어레이반도체패키지의 구조를 도시한 단면도 및 봉지재와 인쇄회로기판 사이의 계면박리 상태를 도시한 단면도이다.

도3a 내지 도3c는 본 발명에 의한 볼그리드어레이반도체패키지용 인쇄회로기판의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이다.

도4는 본 발명에 의한 인쇄회로기판으로 제조된 볼그리드어레이반도체패키지를 도시한 단면도이다.

도5a 내지 도5h는 본 발명에 의한 볼그리드어레이반도체패키지용 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 설명도이다.

도6a 내지 도6c는 본 발명에 의한 인쇄회로기판에서 접착력강화수단을 형성하는 여러 방법을 도시한 설명도이다.

도7은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 순서도이다.

- 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

PCB ; 인쇄회로기판 2; 수지기판

4 ; 비아홀(Via Hole) 6 ; 반도체칩접착부

12 ; 회로패턴(Circuit Pattern) 14 ; 본드핑거(Bond Finger)

16 ; 솔더볼랜드(Solder Ball Land) 18 ; 솔더마스크(Solder Mask)

20 ; 접착력강화수단 30 ; 원판

32 ; 수지류 40 ; 스크린(Screen)

42 ; 통공 44 ; 고분자수지

46 ; 스퀴저(Squeezer) PKG ; 볼그리드어레이반도체패키지

50 ; 반도체칩 52 ; 봉지재

54 ; 전도성와이어(Conductive Wire) 56 ; 솔더볼

60 ; 가압판 62 ; 돌기부

72 ; 금속강체

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일양태에 의하면, 다수의 전도성 비아홀이 형성되어 있는 수지기판과; 상기 수지기판의 상면에 상기 비아홀과 연결된채 구리박막으로 형성된 반도체칩접착부 및 다수의 회로패턴과; 상기 수지기판의 저면에 솔더볼을 융착하기 위해 상기 비아홀과 연결된채 형성된 다수의 솔더볼랜드와; 상기 솔더볼랜드를 제외한 수지기판의 저면 및 회로패턴중 반도체칩과 전도성와이어로 본딩되는 본드핑거를 제외한 수지기판의 상면 전체에 형성된 솔더마스크로 이루어진 BGA패키지용 인쇄회로기판에 있어서, 상기 수지기판 상면에 형성된 솔더마스크의 표면에는 차후에 봉지재와의 접착력이 강화되도록 접착력강화수단이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양태에 의하면, 수지기판을 중심층으로 하여 양면에 구리박막이 압착되어 있는 원판에 다수의 홀(Hole)을 형성하는 드릴링(Drilling) 단계와; 상기 드릴링으로 형성된 다수의 홀에 무전해 및 전해도금을 통하여 상면 구리박막과 하면구리박막이 서로 통전되도록 하는 도금 단계와; 상기 원판의 상면 중앙에는 반도체칩접착부를 그리고 그 바깥둘레에는 다수의 회로패턴 모양의 포토레지스트(Photo Resist) 막을 전사하고, 원판의 저면에는 다수의 솔더볼랜드 모양의 포토레지스트 막을 전사한후, 에칭(Etching) 용액에 상기 원판을 투입하여 반도체칩접착부, 회로패턴 및 솔더볼랜드 등을 형성하는 패턴 형성 단계와; 상기 도금을 통해서 상,하 회로패턴이 통전되어 있는 상기 홀을 수지류로 채우는 홀충진 단계와; 상기 패턴이 형성된 원판의 상,하면에 고분자수지를 균일하게 코팅하여 솔더마스크를 형성하는 솔더마스크 형성 단계와; 상기 원판의 상면에 형성된 솔더마스크상에 차후에 봉지재와의 접착력 강화를 위해 접착력강화수단을 더 형성하는 접착력강화수단 형성 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 도3a 내지 도3c는 본 발명에 의한 BGA패키지용 인쇄회로기판의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 BGA패키지용 인쇄회로기판(PCB)은 다수의 전도성 비아홀(4)이 형성되어 있는 수지기판(2)을 중심층으로 하여, 그 상면에는 상기 전도성 비아홀(4)과 연결된채 구리박막으로 반도체칩접착부(6) 및 다수의 회로패턴(12)이 형성되어 있고, 상기 수지기판(2)의 하면에는 솔더볼을 소정위치에 융착하기 위해 상기 비아홀(4)과 연결된채 다수의 회로패턴(12) 및 그 회로패턴(12)에 연결된 솔더볼랜드(16)가 형성되어 있다. 상기 솔더볼랜드(16)를 제외한 수지기판(2)의 저면 및 회로패턴(12)중 반도체칩과 전도성와이어로 본딩되는 본드핑거(14)를 제외한 수지기판(2)의 상면에는 고분자수지가 코팅되어 솔더마스크(18)가 형성되어 있음으로써 소정의 인쇄회로기판(PCB)을 구성하고 있다.

여기서 상기 수지기판(2) 상면에 형성된 솔더마스크(18)는 그 표면에 요철(凹凸)형태의 접착력강화수단(20)이 더 형성되어 있음으로써 인쇄회로기판(PCB)의 표면적을 최대한 증가시키도록 도모하고 있다. 이러한 접착력강화수단(20)은 다양한 형태가 가능한데 본 발명에서는 규칙적 또는 불규칙적으로 산재되는 요철을 형성하거나 또는 상기 솔더마스크의 표면 거칠기(Roughness)의 정도를 높임으로써 가능하다. 상기 접착력강화수단(20)이 요철 형태로 형성되었을 때는 평면도에서 보았을 때 원형, 사각형, 삼각형 및 다각형 중 어느 한 종류가 선택되어 형성될 수 있고, 그 모양에 있어서 제한적인 것은 아니다. 또한 상기 접착력강화수단(20)인 요철은 단면도에서 보았을 때에도 반원형, 사각형, 삼각형 및 다각형 중 어느 한 종류가 선택되어 형성될 수 있으며, 그 모양에 있어서 제한적인 것은 아니며, 당업자에 의해 임의로 변형이 가능하다.

이와 같은 상기 접착력강화수단(20)은 도시된 바와 같이 수지기판(2) 상면의 반도체칩접착부(6)를 제외한 그 바깥둘레와 차후에 봉지재가 접착되는 부분에까지 형성시키거나 또는 상기 반도체칩접착부(6)를 제외한 그 바깥둘레 전체에 형성시키는 것이 가능하다. 또한 도시되어 있지는 않지만 상기 접착력강화수단(20)은 반도체칩접착부(6) 상면에도 형성하여 차후에 접착제로 접착되는 반도체칩이 견고하게 접착되도록 할 수 있다.

한편, 상기 접착력강화수단(20)의 높이는 약 10∼50μm가 적당하고, 상기 각 접착력강화수단(20)의 간격(또는 피치)은 10∼50μm가 적당하며, 상기 각 접착력강화수단(20)의 길이는 5∼15μm가 적당하다. 상기한 각 접착력강화수단(20)의 높이, 간격, 길이는 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니며 이러한 수치는 수십μm 에서 수백μm이내까지도 허용하며 인쇄회로기판(PCB)의 종류나 크기 및 사용된 솔더마스크(18)의 종류에 따라 변형될 수 있는 수치들이다.

이와 같은 상기 접착력강화수단(20)의 재질은 열팽창계수차를 최소화하여 상기 솔더마스크(18)와 접착력강화수단(20)의 박리 현상이 발생하지 않토록 이미 사용된 솔더마스크(18)와 같은 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 접착력강화수단(20)으로서 반듯이 상기 솔더마스크(18)와 동일한 재질일 필요는 없으며 접착테이프, 에폭시수지, 페놀수지 등이 이용될 수도 있다.

참고로, 도면중 도3b와 도3c의 차이는 중앙의 반도체칩접착부(6)상에 형성된 솔더마스크의 높이 차이에 따른 것이며 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

상기와 같은 인쇄회로기판(PCB)을 이용한 BGA패키지(PKG)가 도4에 도시되어 있으며 이것의 구조는 종래의 것과 대동소이함으로 그 차이점 및 작용만을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 상기 인쇄회로기판(PCB)의 상면에는 요철 형태의 접착력강화수단(20)이 형성되어 있음으로써 그 인쇄회로기판(PCB)의 표면적을 증대시키고 있다. 이것은 반도체칩(50) 및 전도성와이어(5) 등을 외부의 환경으로부터 보호하기 위해 그 인쇄회로기판(PCB)상에 봉지되는 봉지재(52)와의 접착면적 증가를 의미한다. 결과적으로 상기 봉지재(52)와 인쇄회로기판(PCB) 사이의 접착력이 강화되고 또한 수분이 인쇄회로기판(PCB)과 봉지재(52)와의 계면을 따라서 이동하여야 하는 거리가 길어지게 됨으로써 수분의 침투가 억제된다. 이러한 작용은 결국 봉지재(52)와 인쇄회로기판(PCB) 사이의 접착력을 극대화시킴으로써 계면에서 발생하던 박리 현상을 제거할 수 있게 되고, 본 발명에 의한 인쇄회로기판(PCB)을 사용한 BGA패키지(PKG) 역시 그 신뢰성이 향상되는 것이다. 한편, 도4에서는 상기 인쇄회로기판(PCB)상의 접착력강화수단(20)이 반도체칩접착부(6) 바깥둘레에서 봉지재(52)와의 경계영역 즉, 봉지재(52)와 접착되는 인쇄회로기판(PCB)의 상면에만 형성되어 있지만 상기 접착력강화수단(20)은 상기 인쇄회로기판(PCB) 상면의 전영역 또는 상기 봉지재(52)와의 경계영역 바깥둘레에까지만 형성할 수 있다.

또한 상기 인쇄회로기판(PCB)을 이용한 반도체패키지로써 BGA패키지(PKG)에 국한하여 언급하였지만 여기에만 한정되지 않으며, 인쇄회로기판과 봉지재를 이용한 반도체패키지 예를 들면, PBGA(Plastic Ball Grid Array)패키지, SBGA(Super Ball Grid Array)패키지 등에도 적용할 수 있는 것이다.

도5a 내지 도5h는 본 발명에 의한 BGA패키지용 인쇄회로기판(PCB)의 제조 방법을 도시한 설명도이고, 도6a 내지 도6c는 본 발명에 의한 인쇄회로기판에서 접착력강화수단을 형성하는 여러 방법을 도시한 설명도이며, 도7은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 순서도로써 이를 참조하여 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

1. 드릴링 단계로(S2)서, 수지기판(2)을 중심층으로 하여 양면에 구리박막(34)이 압착되어 있는 원판(30)에 드릴비트(Drill Bit)나 레이저 광선, 또는 화학적 에칭에 의하여 각종 기준점들 및 차후에 비아홀이 될 부분에 일정지름을 갖는 홀(4')을 형성한다.(도5a 및 도5b)

2. 도금 단계(S3)로서, 상기 드릴링으로 형성된 다수의 홀(4')중에서 비아홀이 될 부분들의 내벽에 PTH(Plated-Through Hole)의 형태로 인쇄회로기판(PCB)의 상,하면을 전기적으로나 기계적으로 연결시켜 주기 위한 전도성 도금층(36)을 형성한다. 상기 도금층(36)은 먼저 무전해도금(Electroless Plating)을 수μm 입힌후에 전해도금(Electrolytic Plating)을 약 10∼20μm 두께로 형성함으로써 그 인쇄회로기판(PCB)의 상,하면이 비아홀(4)을 통하여 통전되도록 한다.(도5c)

3. 패턴 형성 단계(S4)로서, 상기 원판의 상면 중앙에는 반도체칩접착부, 그 바깥둘레에는 회로패턴 등이 그려진 포트레지스트(Photo Resist) 막을 전사하고, 원판의 저면에는 다수의 솔더볼랜드 모양이 그려진 포토레지스트 막을 전사한후, 에칭(Etching) 용액에 상기 원판을 투입하여 반도체칩접착부(도시되지 않음), 회로패턴(12) 및 솔더볼랜드(16)가 될 부분 등을 형성한다.(도5d)

4. 홀충진 단계(S5)로서, 상기 비아홀(4)의 내벽 사이에 소정의 수지류(32)를 충진하여 그 상,하 개구를 폐쇄한다. 여기서 상기 수지류(32)는 바람직하기로 수지기판(2)의 열팽창계수와 비슷한 수치를 갖는 것을 사용함으로써 계면박리현상을 방지하도록 한다.(도5e)

5. 솔더마스크 형성 단계(S6)로서, 상기와 같이 구리박막으로 형성된 회로패턴(12) 등의 상,하면에 고분자수지를 균일하게 코팅하여 솔더마스크(18)를 형성한다. 여기서 상기 솔더마스크(18)는 인쇄회로기판(PCB)의 표면을 열이나 화학적으로 보호하기 위해 사용되는 고분자수지로써 이 솔더마스크는 솔더볼 융착 공정에서 솔더볼과 솔더볼의 접촉을 막아주고 회로패턴과 회로패턴을 절연시켜주며, 또한 취급상의 손상, 오염, 습기 등의 환경에서 상기 인쇄회로기판(PCB)의 각종 패턴 등을 보호해주는 역할을 하는 것이다.(도5f)

6. 접착력강화수단 형성 단계(S7)로서, 상기 원판의 상면에 형성된 솔더마스크(18)상에 다양한 모양의 접착력강화수단(20)을 형성한다.(도5g)

여기서 상기 접착력강화수단 형성 단계는 도6a에 도시된 바와 같이 다수의 통공(42)이 형성된 스크린(40)을 인쇄회로기판(PCB)상에 밀착시킨 후, 그 스크린(40)상에 고분자수지(44)를 뿌려 놓고 스퀴져(46)로 일정한 압력을 가한 채 일방향으로 밀어서 요철 형태의 접착력강화수단(20)을 형성시키는 방법을 사용할 수 있다.

또한 도6b에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(PCB)의 솔더마스크(18)상에 재차 솔더마스크를 일정한 두께로 더 형성한후 저면에 다수의 돌기부(62)가 형성된 가압판(60)을 인쇄회로기판(PCB)의 회로패턴(12) 영역까지 침투하지 않는 범위내에서 상기 인쇄회로기판(PCB)의 솔더마스크(18)를 눌러 줌으로써 요철 형태의 접착력강화수단(20)을 형성할 수도 있다.

또한 도6c에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(PCB)의 솔더마스크(18)상에 재차 솔더마스크를 일정한 두께로 더 형성한후 냉간 가공 분야에서 사용되는 숏피닝(Shot Peening) 방법을 이용할 수 있다. 이는 다수의 금속강체(72)를 인쇄회로기판(PCB)의 솔더마스크상에 소정의 속도로 투사함으로써 그 표면의 거칠기를 높게 하여 표면적을 증가시킴으로써 접착력강화수단을 형성할 수도 있는 것이다.

이밖에도 도시하지는 않았지만 상기 접착력강화수단의 형성 방법은 인쇄회로기판의 솔더마스크상에 소정의 고분자수지가 요철형태로 전사되어 있는 롤러를 압착하여 밀어서 형성하는 롤러 코팅 방법이나, 상기 고분자수지를 대전(帶電)시키고 이 대전된 고분자수지와 인쇄회로기판상의 솔더마스크상에 정전기적인 힘을 가하여 그 인쇄회로기판상의 솔더마스크상에 미세입자를 분사함으로써 그 표면거칠기를 높여 접착력강화수단을 형성하는 정전기적 분사법도 사용할 수 있다.

여기서 상기 스크린(40)이나 가압기(50)를 이용할 경우에 상기 스크린(40)에는 원형, 사각형, 삼각형 및 다각형중 어느 한 종류의 통공(42)들이 형성된 스크린(40)을 사용하거나 또는 가압기(50)의 돌기부(62) 형상을 원형, 사각형, 삼각형 및 다각형중 어느 한 종류의 돌기부를 형성한 채 인쇄회로기판(PCB)의 표면에 접착력강화수단(20)을 형성시킬 수 있다.

또한 상기 접착력강화수단(20)을 형성시에 반도체칩접착부(6)를 제외한 그 바깥둘레로써 차후에 봉지재(52)와 접착되는 부분에만 형성하는 것이 가장 바람직하지만 상기 인쇄회로기판(PCB)의 상면 전체에 다수의 접착력강화수단(20)을 형성해도 무방하다. 또한 도시하지는 않았지만 상기 접착력강화수단(20)은 반도체칩접착부(6)에도 형성시킴으로써 반도체칩(50)의 접착력을 향상시킬 수도 있다.

한편, 상기 접착력강화수단(20)을 형성할때 도3b에서와 같이 반도체칩접착부(6)에는 일정한 두께의 솔더마스크를 더 형성함으로써 상기 접착력강화수단(20)의 두께와 같게 하거나(d1=d2) 또는 도3c에서와 같이 반도체칩접착부(6)상에 솔더마스크를 더 형성시키지 않음으로써 상기 접착력강화수단(20)의 높이보다 작게(d3d4) 형성할 수 있다. 이와 같이함으로써 상기 반도체칩접착부(6)의 높이를 적당히 조절함으로써 차후의 전도성와이어의 높이를 적절히 조절할 수 있는 잇점이 있다.

7. 일정영역의 솔더마스크 제거 단계(S8)로써, 회로패턴의 본드핑거 및 솔더볼랜드(16)상의 솔더마스크를 에칭 등의 방법에 의해 제거함으로써 외부로 노출되도록 한다.(도5h)

상기와 같은 공정외에도 니켈(Ni) 및 금(Au) 도금 단계로서, 와이어본딩될 본드핑거, 솔더볼이 융착될 솔더볼랜드등에 약 5μm정도의 니켈 도금층과 최종적으로 0.3μm정도의 금을 더 도금함으로써 인쇄회로기판의 제조를 완료하게 되며, 이밖에도 인쇄회로기판의 외곽가공, 전기성능검사 및 초음파 세정 단계가 있지만 이는 통상적인 기술 내용이므로 그 설명을 생략하도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만, 여기에만 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 의한 BGA패키지용 인쇄회로기판에 의하면, 봉지재와 접착되는 인쇄회로기판의 일면에 요철 형태 또는 표면 거칠기를 높인 접착력강화수단을 형성하여 그 표면적을 증가시킴으로써, 봉지재와의 접착력을 강화하고, 또한 수분의 침투시 그 이동 거리를 길게하여 수분의 침투를 억제함으로써, 결국 봉지재와 인쇄회로기판 사이의 계면 박리 현상, 크랙 및 팝콘 현상 등을 제거할 수 있으며, 이를 이용하여 제조된 BGA패키지의 신뢰성도 향상되는 효과가 있다.

더구나 그 제조방법에 있어서도, 솔더마스크를 형성한 후에 그 상부에 스크린, 가압기 또는 금속강체 등을 이용하여 요철이나 표면거칠기를 높인 접착력강화수단을 간단히 형성시킬 수 있음으로써 비용이 크게 상승하지 않으면서도 고품질의 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 다수의 전도성 비아홀이 형성되어 있는 수지기판과;

   상기 수지기판의 상면에 상기 비아홀과 연결된채 구리박막으로 형성된 반도체칩접착부 및 다수의 회로패턴과;

   상기 수지기판의 저면에 솔더볼을 융착하기 위해 상기 비아홀과 연결된채 형성된 다수의 솔더볼랜드와;

   상기 솔더볼랜드를 제외한 수지기판의 저면 및 회로패턴중 반도체칩과 전도성와이어로 본딩되는 본드핑거를 제외한 수지기판의 상면 전체에 형성된 솔더마스크로 이루어진 BGA패키지용 인쇄회로기판에 있어서,

   상기 수지기판 상면에 코팅된 솔더마스크는 그 표면에 차후에 봉지되는 봉지재와의 접착력을 강화하기 위해 접착력강화수단이 더 형성된 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 접착력강화수단은 다수의 요철(凹凸) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판.
3. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단은 솔더마스크와 같은 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판.
4. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단은 원형,사각형,삼각형 및 다각형 중 어느 한 종류가 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판.
5. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단은 수지기판 상면의 반도체칩접착부를 제외한 그 바깥둘레 전체에 형성된 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판.
6. 수지기판을 중심층으로 하여 양면에 구리박막이 압착되어 있는 원판에 다수의 홀(Hole)을 형성하는 드릴링(Drilling) 단계와;

   상기 드릴링으로 형성된 다수의 홀에 무전해 및 전해도금을 실시하여 상면 구리박막과 하면구리박막이 통전되도록 하는 도금 단계와;

   상기 원판의 상면 중앙에는 반도체칩접착부를 그리고 그 바깥둘레에는 다수의 회로패턴 모양의 포토레지스트(Photo Resist) 막을 전사하고, 원판의 저면에는 다수의 솔더볼랜드 모양의 포토레지스트 막을 전사한후, 에칭(Etching) 용액에 상기 원판을 투입하여 반도체칩접착부, 회로패턴 및 솔더볼랜드 등을 형성하는 패턴 형성 단계와;

   상기 도금 단계를 통해 상,하 통전되는 홀의 내벽을 수지류로 채우는 홀충진 단계와;

   상기 패턴이 형성된 원판의 상,하면에 고분자수지를 균일하게 코팅하여 표면이 매끄럽고 평평한 솔더마스크를 형성하는 솔더마스크 형성 단계와;

   상기 원판 상면에 형성된 솔더마스크상에 차후에 봉지재와의 접착력을 강화하기 위해 접착력강화수단을 형성하는 접착력강화수단 형성 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 접착력강화수단 형성 단계에서 상기 접착력강화수단은 다수의 요철 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판의 제조 방법.
8. 제6항 또는 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단 형성 단계는 원판상에 다수의 통공이 형성된 스크린을 밀착시킨 후 상기 스크린에 고분자수지를 뿌려 놓고 스퀴저를 일방향으로 가압하며 이동시켜 다수의 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판의 제조 방법.
9. 제6항 또는 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단 형성 단계는 원판상의 솔더마스크상에 재차 솔더마스크를 형성한후 다수의 돌기부가 형성된 가압기를 일정한 압력으로 상기 원판에 눌러줌으로써 다수의 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판의 제조 방법.
10. 제6항 또는 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단 형성 단계는 원판상의 솔더마스크상에 재차 솔더마스크를 형성한후 다수의 금속강체를 상기 원판에 일정한 속도로 투사시킴으로써 상기 원판의 솔더마스크 표면 거칠기를 높이는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
11. 제6항 또는 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단 형성 단계는 원판상의 솔더마스크상에 소정의 고분자수지가 요철형태로 전사되어 있는 롤러를 압착시켜 밀어버림으로써 상기 솔더마스크상에 다수의 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
12. 제6항 또는 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단 형성 단계는 고분자수지를 전기적으로 대전시킨채, 솔더마스크가 입혀진 원판과 상기 고분자수지 사이에 일정한 정전기적인 힘을 가하여 상기 솔더마스크상에 미세한 입자 형태의 고분자수지를 분사함으로써 표면거칠기를 높이는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
13. 제6항 또는 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착력강화수단 형성 단계는 상기 접착력강화수단을 반도체칩접착부를 제외한 그 바깥둘레 전체에 실시하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지용 인쇄회로기판의 제조 방법.