KR20010099030A - 박막 공진기의 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 메탈이 박힌 도전성 폴리머 테이프를 이용하여 박막 공진기를 패키징하는 방법에 있어서, 상기 폴리머 테이프의 도전성 메탈과 인쇄회로기판의 전극이 상호 일치하도록 정렬하여 폴리머 테이프와 인쇄회로기판을 상호 접합하는 단계와, 상기 박막 공진기의 전극용 패드의 일측 상단에 제 1 도전재를 도포하여 코팅하는 단계와, 상기 도포된 제 1 도전재의 상단에 제 2 도전재를 일정 두께로 도포하여 코팅하는 단계와, 상기 박막 공진기와 폴리머 테이프를 정렬하여 박막 공진기의 패드에 도금된 도전층과 폴리머 테이프의 도전성 메탈을 상호 접합하는 단계, 및 상기 박막 공진기와 폴리머 테이프를 에폭시로 몰딩하여 패키지를 완성하는 단계를 구비함으로써, 솔더링의 불량률을 제거하고 고가의 장비를 사용하지 않아도 됨에 따라 가격 경쟁력이 향상됨과 아울러 칩 스케일 패키징을 구현할 수 있는 박막 공진기의 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 박막 공진기의 패키지에 관한 것으로, 특히 박막 공진기를 패키징할 경우 BGA(Ball Grid Array)와 PGA(Pin Grid Array)나 범핑(bumping) 등의 공정을 이용하지 않고 도전성 폴리머 접착제를 이용하여 박막 공진기의 패드와 회로기판을 상호 접속하는 박막 공진기의 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 LGA(Land Grid Array)는 표면 실장형인 BGA(Ball Grid Array) 패키지와 삽입형인 PGA(Pin Grid Array) 패키지로 구분된다. 상기 BGA의 경우 랜드 패드(land pad)에 개개의 솔더볼(solder ball)을 부착하는 방법을 사용하는 데, 솔더볼 부착 공정 중에 솔더볼의 탈락 혹은 인접 솔더볼과 단락되는 불량이 발생하기 쉽다.
특히, 최근의 CSP(Chip Scale Package)와 같은 미세 피치(fine-pitch) BGA의 경우에는 작은 솔더볼을 부착해야 하므로 이에 따른 솔더링의 불량률이 아주 높고, 마이크로 BGA의 경우 고가의 공정 장비와 기술적인 번잡함 등으로 생산력과 가격적인 측면에서 대단히 불리한 위치에 있을 수밖에 없다.
또한, 이러한 BGA, PGA 및 범핑 기술을 이용한 패키징시에는 RF 소자들의 완전한 특성을 전달하기 위한 기술적인 한계로 인하여 불량률 또한 높았다.
일반적으로 에리어 어레이 패키지에 속하는 BGA, CSP(Chip Scale Package), 플립 칩(flip chip)에서 솔더볼을 부착하는 방법으로서, 종래에는 랜드 패드에 개 개의 솔더볼을 진공을 이용한 지그를 이용하여 볼을 랜드 패드의 상부로 이송하여 솔더볼을 부착하게 된다. 이러한 솔더볼 부착 공정 중에 솔더볼 미싱(missing) 혹은 인접 솔더볼과 단락되는 불량이 발생하기 쉬운 문제점이 있었다.
또한, 솔더볼을 진공을 이용하여 랜드 패드의 상부에 부착시키는 방법은 공정의 신뢰성이 떨어지고, 이로 인하여 패키지의 품질을 저하시키는 원인을 제공하기도 한다.
특히 최근의 CSP, 플립 칩과 같은 파인 피치(fine-pitch) BGA를 제작하는 경우에는 미세한 솔더볼을 이용하게 되므로 솔더볼을 정확하게 부착하기 힘들고 한 곳에 두 개의 솔더볼이 부착되거나 솔더볼이 미싱되는 일이 더욱 심화되고 있는 실정이다.
또한, 솔더볼을 마운트(mount)하고 이송하는 과정에서 신뢰성을 향상하기 위하여 주변장치의 개발이 필요하게 되고, 이로 인해 설비비와 제품 가격이 대폭 상승되어 제품의 가격 경쟁력과 생산성이 저하되는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 박막 공진기를 패키징할 경우 BGA(Ball Grid Array)와 PGA(Pin Grid Array)나 범핑(bumping) 등의 공정을 이용하지 않고 도전성 폴리머 테이프를 이용하여 박막 공진기의 패드와 회로기판을 상호 접속함으로써,솔더링의 불량률을 제거하고 고가의 장비를 사용하지 않아도 됨에 따라 가격 경쟁력이 향상됨과 아울러 칩 스케일 패키징을 구현할 수 있는 박막 공진기의 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다
도 1은 본 발명에 의한 박막 공진기의 패키지를 나타낸 단면도이고,
도 2는 도 1의 박막 공진기 및 패드 코팅을 도시한 도면으로, 도 2a는 사시도이며, 도 2b는 단면도이고,
도 3은 도 1의 폴리머 테이프를 도시한 도면으로, 도 3a는 평면도이며, 도 3b는 단면도이고,
도 4는 도 1의 제조 공정 중 폴리머 테이프의 하단에 인쇄회로기판을 부착한 상태를 나타낸 도면이고,
도 5는 도 1의 제조 공정 중 폴리머 테이프의 상단에 박막 공진기를 부착한 상태를 도시한 도면이고,
도 6은 도 1의 제조 공정 중 박막 공진기와 폴리머 테이프를 몰딩한 패키지 상태를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 박막 공진기 11: 전극 패드
15: 도전층 17: 제 1 도전재
19: 제 2 도전재 20: 폴리머 테이프
21: 폴리머 이미드(절연필름) 25: 메탈 전극
27: 비아 홀(Via Hole) 30: 인쇄회로기판
40: 몰드
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 다수의 메탈이 박힌 도전성 폴리머 테이프를 이용하여 박막 공진기를 패키징하는 방법에 있어서: 상기 폴리머 테이프의 도전성 메탈과 인쇄회로기판의 전극이 상호 일치하도록 정렬하여 폴리머 테이프와 인쇄회로기판을 상호 접합하는 단계; 상기 박막 공진기의 전극용 패드의 일측 상단에 제 1 도전재를 도포하여 코팅하는 단계; 상기 도포된 제 1 도전재의 상단에 제 2 도전재를 일정 두께로 도포하여 코팅하는 단계; 상기 박막 공진기와 폴리머 테이프를 정렬하여 박막 공진기의 패드에 도금된 도전층과 폴리머 테이프의 도전성 메탈을 상호 접합하는 단계; 및 상기 박막 공진기와 폴리머 테이프를 에폭시로 몰딩하여 패키지를 완성하는 단계;를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 상면과 저면을 잇는 다수의 도전성 메탈이 형성된 폴리머 테이프; 상기 폴리머 테이프의 상면에 안착되며, 측면에 형성된 복수의 전극 패드가 폴리머 테이프의 복수의 도전성 메탈과 상호 접합되는 박막 공진기; 상기 폴리머 테이프의 저면에 접합되어 도전성 메탈을 통해 상기 박막 공진기의 전극 패드와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판; 및 상기 폴리머 테이프와 박막 공진기를 감싸도록 인쇄회로기판 상에 형성되는 몰딩부;를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 폴리머 테이프를 이용한 박막 공진기(10)의 패키지 단면을 도시한 도면으로서, 박막 공진기(10), 폴리머 테이프(20), 인쇄회로기판(30) 및 몰드(40)로 이루어져 있다.
본 발명에 의한 박막 공진기(10)의 패키지는 폴리머 테이프(20)를 이용하여 패키징하는 것이 특징인 바, 상기 박막 공진기(10)는 양측에 전극용 패드(11)가 복수개 형성되되 전극용 패드(11)상에 도전재가 도포되어 폴리머 테이프(20)의 상면에 안착 접합되도록 구성되어 있고, 폴리머 테이프(20)는 상면과 저면을 잇는 다수의 도전성 메탈전극(25)이 절연형 폴리머 사이의 비아 홀(27)을 통해 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 인쇄회로기판(30)은 폴리머 테이프(20)의 저면에 접합되어 도전성 메탈전극(25)을 통해 상기 박막 공진기(10)의 전극 패드(11)와 전기적으로 연결되도록 이루어져 있고, 몰드(40)는 인쇄회로기판(30) 상에 있는 폴리머 테이프(20)와 박막 공진기(10)를 감싸는 에폭시 수지로 이루어져 있다.
도 2a와 도 2b는 박막 공진기(10)를 도시한 것으로, 웨이퍼를 이용하여 산화, 도포, 현상 및 식각 등의 공정을 통해 박막 공진기(10)를 제조하는 데, 박막 공진기(10)의 양측면에 전극용 패드(11)가 형성되어 있다.
이와 같이 형성된 박막 공진기(10)를 폴리머 테이프(20)로 패키징하기 위하여 박막 공진기(10)의 전극 패드(11) 상에 일정 도전재를 도포하여 코팅하는 데, 이때 알루미늄 재질인 전극 패드(11)에 전극용 금이 잘 코팅되지 않으므로 1차적으로 전극 패드(11) 상에 니켈(17)을 도포하고 난 후 니켈 상단에 금 또는 은(19)을도포하여 도전층(15)을 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 알루미늄으로 이루어진 전극 패드(11) 상에 코팅되는 도전재는 니켈(17)이 1차적으로 코팅된 후 그 상단에 금(19)과 같은 도전성이 우수한 도전재가 2차적으로 도포된 복수의 도전층(15)으로 이루지게 된다.
통상, 폴리머 테이프(20)는 도 3a 및 도 3b와 같이 폴리 이미드 재질의 절연 필름(21)에 필름을 관통하는 다수의 비아 홀(27; Via Hole)이 매트릭스 형태로 형성되어 있고, 그 비아 홀(27)에 도전용 메탈이 증착되어 폴리머 테이프(20)의 상면과 하면을 전기적으로 연결하게 된다. 따라서, 매트릭스 형태로 배치된 복수의 도전 메탈은 폴리 이미드(21)로 인해 각기 절연되어 있다.
상기 폴리머 테이프(20)를 제조하는 방법은 레이저나 사진전사 공법을 이용하여 일정하고 미세한 피치를 갖는 비아 홀(27)을 형성하고, 폴리머와 접착성이 좋은 전도성 접착층을 얇게 증착하고 전기 도금하여 비아 홀(27)을 채운 후 양쪽에 반원 형태의 도전성 메탈전극(25)을 만든 것이다. 상기 전기도금은 비아 홀을 제외한 폴리머 테이프(20)의 상부에 무전해 도금층을 형성한 후 솔더를 전해 도금하게 되면 비아 홀 부분에만 솔더가 도금되게 된다.
즉, 상기 도전성 메탈전극(25)은 구리, 니켈, 알루미늄, 은, 금, 솔더 중 어느 하나를 사용한 전기 도금법으로 형성된다.
이와 같이 이루어진 박막 공진기(10)의 패키징 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 3과 같은 폴리머 테이프(20)의 도전성 메탈전극(25)과 인쇄회로기판(30)의 전극이 상호 일치하도록 정렬하여 폴리머 테이프(20)와 인쇄회로기판(30)을 상호 접합하여 도 4와 같이 조립한다.
한편, 상기 박막 공진기(10)의 전극용 패드(11)의 일측면에 니켈(17)과 같은 도전재를 1차적으로 도포하여 코팅하는 데, 이는 알루미늄 재질인 전극 패드(11)에 금(19)과 같은 도전재가 잘 코팅되지 않기 때문이다.
이어, 상기 니켈(17)이 도포된 전극 패드(11)의 상단에 금 또는 은과 같은 도전재(19)를 도포하여 도 2b와 같이 제조하게 된다. 이때, 니켈과 금과 같은 도전층(15)은 대략 2㎛ 내지 5㎛ 정도의 두께가 된다.
이와 같이 박막 공진기(10)의 전극 패드(11)를 도전재(17, 19)로 적층한 후 상기 박막 공진기(10)와 폴리머 테이프(20)를 정렬하여 박막 공진기(10)의 패드(11)에 도금된 도전층(15)과 폴리머 테이프(20)의 메탈전극(25)을 열융착 등의 방법으로 상호 접합하면 도 5와 같이 된다.
상기 박막 공진기(10)의 전극 패드(11)와 폴리머 테이프(20)의 메탈전극(25)을 접합하게 되면 1개의 전극 패드(11)에 적어도 1개 이상의 메탈전극(25)이 접합되어 결선 상태가 아주 양호해지며, 적어도 1개의 메탈전극(25)만 전극 패드(11)만 접합되어 있어도 전기적으로 도통 상태가 되므로 결선에 따른 불량률을 거의 제거할 수 있다.
상기와 같이 폴리머 테이프(20)에 인쇄회로기판(30)과 박막 공진기(10)를 정렬하여 접합한 후 소자의 보호와 온도특성 변화를 방지하기 위하여 에폭시 수지를 이용하여 인쇄회로기판(30) 상의 폴리머 테이프(20)와 박막 공진기(10)를 몰딩(40)하여 도 6과 같이 패키지를 완성한다.
아울러, 상기 패키지 제조 방법에서 상술한 과정뿐만 아니라 절차적인 측면에서 다소 다른 과정으로 제조할 수도 있다.
먼저, 박막 공진기(10)의 전극용 패드(11)의 일측 상단에 니켈과 같은 제 1 도전재(17)를 도포하고 난 후 상기 제 1 도전재(17)의 상단에 금과 같은 제 2 도전재(19)를 일정 두께로 도포한다.
이어, 상기 박막 공진기(10)와 폴리머 테이프(20)를 정렬하여 박막 공진기(10)의 패드(11)에 도금된 제 2 도전재(19)와 폴리머 테이프(20)의 도전성 메탈전극(25)을 상호 접합한 후 박막 공진기(10)가 부착된 폴리머 테이프(20)의 도전성 메탈전극(25)과 인쇄회로기판(30)의 전극이 상호 일치하도록 정렬하여 폴리머 테이프(20)와 인쇄회로기판(30)을 상호 접합하며, 상기 박막 공진기(10)와 폴리머 테이프(20)를 에폭시 수지로 몰딩(40)하는 과정을 통해서도 패키지를 완성할 수 있다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 공정상의 절차를 변경한다든지 하는 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.
따라서, 본 발명에서는 박막 공진기를 패키징할 경우 BGA와 PGA나 범핑 등의공정을 이용하지 않고 도전성 폴리머 테이프를 이용하여 박막 공진기의 패드와 회로기판을 상호 접속함으로써, 별도의 솔더링 공정이 필요없어 솔더링 불량률을 근본적으로 제거하여 생산성 및 제품의 신뢰성을 보다 극대화시킬 수 있고, 또한 종래의 마이크로 BGA 공정에서 사용되는 고가의 장비를 사용하지 않아도 됨에 따라 가격 경쟁력이 향상됨과 아울러 칩 스케일 패키징이 가능하여 제품을 보다 더 소형으로 제작할 수 있는 이점이 있다.
Claims (6)
- 다수의 메탈이 박힌 도전성 폴리머 테이프를 이용하여 박막 공진기를 패키징하는 방법에 있어서:상기 폴리머 테이프의 도전성 메탈과 인쇄회로기판의 전극이 상호 일치하도록 정렬하여 폴리머 테이프와 인쇄회로기판을 상호 접합하는 단계;상기 박막 공진기의 전극용 패드의 일측 상단에 제 1 도전재를 도포하여 코팅하는 단계;상기 도포된 제 1 도전재의 상단에 제 2 도전재를 일정 두께로 도포하여 코팅하는 단계;상기 박막 공진기와 폴리머 테이프를 정렬하여 박막 공진기의 패드에 도금된 도전층과 폴리머 테이프의 도전성 메탈을 상호 접합하는 단계; 및상기 박막 공진기와 폴리머 테이프를 에폭시로 몰딩하여 패키지를 완성하는 단계;를 구비한 것을 특징으로 하는 박막 공진기 패키지의 제조 방법.
- 다수의 메탈이 박힌 도전성 폴리머 테이프를 이용하여 박막 공진기를 패키징하는 방법에 있어서:상기 박막 공진기의 전극용 패드의 일측 상단에 제 1 도전재를 도포하여 코팅하는 단계;상기 도포된 제 1 도전재의 상단에 제 2 도전재를 일정 두께로 도포하여 코팅하는 단계;상기 박막 공진기와 폴리머 테이프를 정렬하여 박막 공진기의 패드에 도금된 도전층과 폴리머 테이프의 도전성 메탈을 상호 접합하는 단계;상기 박막 공진기가 부착된 폴리머 테이프의 도전성 메탈과 인쇄회로기판의 전극이 상호 일치하도록 정렬하여 폴리머 테이프와 인쇄회로기판을 상호 접합하는 단계; 및상기 박막 공진기와 폴리머 테이프를 에폭시로 몰딩하여 패키지를 완성하는 단계;를 구비한 것을 특징으로 하는 박막 공진기 패키지의 제조 방법.
- 상면과 저면을 잇는 다수의 도전성 메탈이 형성된 폴리머 테이프;상기 폴리머 테이프의 상면에 안착되며, 측면에 형성된 복수의 전극 패드가 폴리머 테이프의 복수의 도전성 메탈과 상호 접합되는 박막 공진기;상기 폴리머 테이프의 저면에 접합되어 도전성 메탈을 통해 상기 박막 공진기의 전극 패드와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판; 및상기 폴리머 테이프와 박막 공진기를 감싸도록 인쇄회로기판 상에 형성되는 몰딩부;를 구비한 것을 특징으로 하는 박막 공진기의 패키지.
- 청구항 3에 있어서,상기 박막 공진기의 전극 패드는 폴리머 테이프의 메탈과 접합되는 면에 전극 패드와는 다른 재질의 도전재가 적어도 1개 이상의 층으로 도포되고, 이 도전층을 통해 폴리머 테이프의 메탈과 상호 접속되는 것을 특징으로 하는 박막 공진기의 패키지.
- 청구항 4에 있어서,상기 도전재는, 전극 패드상에 1차적으로 도포되는 니켈, 및 상기 니켈 상에 2차적으로 도포되는 금 또는 은 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 공진기의 패키지.
- 청구항 4에 있어서,상기 도전층은 대략 2㎛ 내지 5㎛ 정도의 두께로 도포된 것을 특징으로 하는 박막 공진기의 패키지.
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