KR20030047087A - Multi-layer pcb manufacturing method and package manufacturing method using the pcb - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판과 패지지를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고집적화된 패키지의 제조시 기판을 다층으로 형성하되, 그 적층체에 도금을 하기 전에 본딩부를 유기물질로 마스킹을 한 후 도금을 실시하여 본딩패드부가 보호되도록 한 유기물질 마스킹을 이용한 다층 인쇄회로기판의 제조방법과 그 기판을 이용한 반도체 패키지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a substrate and a package, and more particularly, in the manufacture of highly integrated packages, the substrate is formed in multiple layers, and the plating is performed after masking the bonding portion with an organic material before plating the laminate. The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer printed circuit board using organic material masking to protect a bonding pad part by performing the method, and a method for manufacturing a semiconductor package using the substrate.
PPGA PKG(PLASTIC PIN GRID ARRAY PACKAGE), PBGA PKG(PLASTIC BALL GRID ARRAY PACKAGE), PLGA PKG(PLASTIC PIN LAND GRID ARRAY PACKAGE) 등의 반도체 패키지에 이용되는 다층 기판은 회로 패턴이 형성된 기판이 절연된 상태로 다층으로 적층하여 이루어지고, 그 적층 기판은 스루홀을 통하여 각 기판의 회로 패턴들의 전기적인 연결이 이루어져 있다.The multilayer boards used for semiconductor packages such as PPGA PKG (PLASTIC PIN GRID ARRAY PACKAGE), PBGA PKG (PLASTIC BALL GRID ARRAY PACKAGE), PLGA PKG (PLASTIC PIN LAND GRID ARRAY PACKAGE) The multilayer substrate is laminated, and the laminated substrate is electrically connected to circuit patterns of the respective substrates through through holes.
일예로, PPGA PKG를 제조하기 위한 적층기판을 제조하는 일반적인 방법은, 적층체를 형성한 다음, 그 적층체에 내부회로패턴과 외부회로패턴을 전기적으로 연결하기 위한 관통공을 형성하고, 그 관통공의 내측면에 무전해/전기분해 동도금을 실시한 후, 그 표면에 니켈도금/금도금을 실시하여 각 기판의 회로 패턴들을 전기적으로 연결하는 스루홀을 형성하게 된다.For example, a general method of manufacturing a laminated substrate for manufacturing a PPGA PKG is to form a laminate, and then form through-holes for electrically connecting the internal circuit pattern and the external circuit pattern to the laminate, and through the laminate. After electroless / electrolytic copper plating is performed on the inner surface of the ball, nickel / gold plating is performed on the surface thereof to form through holes for electrically connecting circuit patterns of the respective substrates.
그러나, 그와 같은 방법으로 스루홀을 형성하는 경우에 열충격에 의하여 쉽게 파손이 되는 문제점이 발생되어서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 스루홀에핀을 삽입하거나, 납을 충진할 수도 있으나, 이 방법 역시 작업공정이 복잡하고, 납사용에 따른 환경문제가 뒤따르는 문제점이 있었으며, 다른 방법으로 스루홀에 2층으로 니켈도금을 행할 수도 있으나 이 방법은 미세패턴을 형성하는데 불리한 문제점이 있었다.However, when a through hole is formed in such a way, a problem occurs that is easily broken due to thermal shock, so that a pin may be inserted into the through hole or filled with lead to solve such a problem. There is a problem that the work process is complicated, followed by environmental problems due to the use of lead, and another method may be nickel plating in two layers through the through hole, but this method has a disadvantage in forming a fine pattern.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 한 방법으로 소개되는 다른 한 방법은, 중앙부에 개구부를 가지는 내층기판을 제조하고, 그 내층기판을 접착하여 적층한 후, 그 적층체의 개구부가 막히도록 최외층에 외층기판을 접착하여 적층한다.Another method introduced as a method for solving the above problems is to manufacture an inner layer substrate having an opening in the center, and to laminate the inner layer substrate, and then to the outermost layer to block the opening of the laminate. The outer substrate is bonded and laminated.
그런후, 상기와 같은 방법으로 제조된 적층체에 관통공을 형성하고, 그 관통공의 내측면에 무전해 동도금피막과 전기분해동도금막을 형성한 후, 제1니켈도금막을 차례로 형성하는데, 이때 내층기판의 본딩부에는 외층기판으로 덮여 있어서 도금이 이루어지지 않는다.Then, through holes are formed in the laminate manufactured by the above method, and an electroless copper plating film and an electrolytic copper plating film are formed on the inner surface of the through hole, and then a first nickel plated film is formed in this case. The bonding portion of the substrate is covered with an outer substrate so that plating is not performed.
상기와 같은 상태에서, 에칭으로 배선패턴형성공정을 시행하고, S/R을 도포하며, 상기 내층기판의 개구부에 대응하는 위치의 외층기판의 일정부분을 제거한 후, 제2니켈도금을 실시하는 순서로 스루홀을 형성한다.In the above state, a process of forming a wiring pattern by etching, applying S / R, removing a portion of the outer layer substrate at a position corresponding to the opening of the inner layer substrate, and then performing second nickel plating. To form through holes.
그러나, 상기와 같은 적층기판의 제조방법은 공정중에 외층기판을 기계적으로 가공하여야 하기 때문에 공정이 어렵고, 그 가공과정에서 발생되는 충격이나 기타 영향으로 미리 형성되어 있는 회로패턴들이 손상되는 문제점이 있었다.However, the manufacturing method of the laminated substrate as described above has a problem that the process is difficult because the outer layer substrate must be mechanically processed during the process, and the circuit patterns formed in advance due to the impact or other effects generated during the process are damaged.
상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 본딩부 및 회로패턴에 영향을 주지 않고 간단하게 다층기판을 제조할 수 있도록 하는데 적합한 유기물질 마스킹을 이용한 다층 인쇄회로기판의 제조방법과 그 기판을 이용한 반도체 패키지의 제조방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention devised in view of the above problems is a method of manufacturing a multilayer printed circuit board using an organic material masking suitable for making it possible to simply manufacture a multilayer board without affecting the bonding portion and the circuit pattern and the substrate. It is to provide a method of manufacturing a semiconductor package using.
도 1 내지 도 10은 본 발명의 일실시예를 보인 단면도.1 to 10 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 다른실시예를 보인 단면도.11 to 16 are cross-sectional views showing another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1,101 : 절연기판 1a,7,33,103,113 : 개구부1,101: insulation board 1a, 7, 33, 103, 113: opening
2 : 동박패턴 3 : 동도금패턴2: copper foil pattern 3: copper plating pattern
4,105 : 내부배선 5,106 : 내측기판4,105: Internal wiring 5,106: Inner board
6,102,112 : 동박 8 : 상부기판6,102,112: copper foil 8: upper substrate
9 : 하부기판 10,111 : 접착시트9: lower substrate 10,111: adhesive sheet
11 : 캐비티 12,110 : 적층체11: cavity 12,110: laminate
16,121 : 고분자유기물 17,122 : 관통공16,121: polymer organic matter 17,122: through hole
18,104,131 : 동도금막 20,133 : 외부배선18,104,131: Copper plating film 20,133: External wiring
21 : 충진재 26,141 : 본딩부21: filling material 26,141: bonding part
27,142 : 금도금막 28,143 : 내측패드부27,142: gold plated film 28,143: inner pad portion
31,151 : 외측패드부 32,152 : 피 에스 알31,151: outer pad portion 32,152: PSR
114 : 통공 132,19 : 스루홀114: through hole 132, 19: through hole
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 반도체 칩이 안착되는 캐비티를 가지는 반도체 패키지 제조용 다층인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서,In order to achieve the above object of the present invention, a method for manufacturing a multilayer printed circuit board for manufacturing a semiconductor package having a cavity in which a semiconductor chip is seated,
표면에 동박이 피착된 절연기판에 개구부를 형성함과 아울러 그 동박의 표면에 동도금막을 형성한 후 패터닝하여 내부배선을 형성하여 내측기판을 제작하는 내측기판제작공정과,An inner substrate fabrication process of forming an inner substrate by forming an opening in an insulating substrate having copper foil deposited on the surface thereof, forming a copper plating film on the surface of the copper foil, and then patterning the inner wiring;
상면에 동박이 피착되고 개구부를 가지는 상부기판과 개구부를 가지지 않고 하면에 동박이 피착된 하부기판의 사이에 내측기판을 삽입하고 접착시트로 접착하여 상측이 개방되는 캐비티가 형성되도록 적층체를 제작하는 적층체제작공정과,The laminated body is manufactured to form a cavity in which the upper side is opened by inserting an inner substrate between the upper substrate having the copper foil deposited on the upper surface and the lower substrate having the opening and the lower substrate having the opening without the opening and adhering with an adhesive sheet. Laminate manufacturing process,
상기 적층체의 캐비티 내부에 고분자유기물을 충진하여 본딩부가 고분자유기물에 의하여 보호되도록 하는 마스킹공정과,A masking process of filling the polymer organic material in the cavity of the laminate to protect the bonding portion by the polymer organic material;
상기 적층체에 수직방향으로 관통되는 관통공을 형성하는 관통공형성공정과,A through-hole forming step of forming a through-hole penetrating the laminate in a vertical direction;
상기 적층체에 형성된 관통공과 상,하부기판 및 고분자유기물의 표면에 동도금막을 형성하여 스루홀이 형성되도록하고 그 동도금막을 패터닝하여 상기 상,하부기판의 표면에 외부배선을 형성함과 아울러 고분자유기물의 표면이 노출되도록 하는 외부배선형성공정과,Through-holes formed in the laminate, and upper and lower substrates and the surface of the polymer organic material to form a copper plated film to form a through hole and pattern the copper plated film to form external wiring on the upper and lower substrates as well as the polymer organic material External wiring forming process to expose the surface,
상기 캐비티의 내부에 충진되어 있는 고분자유기물을 제거하는 마스크제거공정과,A mask removing process of removing the polymer organic matters filled in the cavity;
상기 고분자유기물을 제거하여 노출된 본딩부에 금도금을 하여 내측패드부를 형성함과 아울러 상측 외부배선의 표면에 외측패드부가 형성되어지도록 피 에스 알(PSR)을 도포하는 패드형성공정과,A pad forming process of applying PSR to form the inner pad part by removing the polymer organic matter and gold plating the exposed bonding part and forming the outer pad part on the surface of the upper outer wiring;
상기 하부기판의 중앙부를 제거하여 개구부를 형성하는 라우팅공정을 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 유기물질 마스킹을 이용한 다층 인쇄회로기판의 제조방법이 제공된다.Provided is a method of manufacturing a multilayer printed circuit board using organic material masking, wherein a routing process of forming an opening by removing a central portion of the lower substrate is sequentially performed.
또한, 반도체 칩이 안착되는 캐비티를 가지는 반도체 패키지 제조용 다층 이쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서,In addition, in the method for manufacturing a multilayer printed circuit board for manufacturing a semiconductor package having a cavity in which a semiconductor chip is seated,
표면에 동박이 피착된 절연기판에 개구부를 형성함과 아울러 그 동박의 표면에 동도금막을 형성한 후 패터닝하여 내부배선을 형성하여 내측기판을 제작하는 내측기판제작공정과,An inner substrate fabrication process of forming an inner substrate by forming an opening in an insulating substrate having copper foil deposited on the surface thereof, forming a copper plating film on the surface of the copper foil, and then patterning the inner wiring;
상면에 동박이 피착되고 개구부를 가지는 상부기판과 내측기판을 접착시트로 접착하여 상,하측이 개방되도록 통공을 가지는 적층체를 제작하는 적층체제작공정과,A laminate manufacturing process of manufacturing a laminate having a through-hole so that the upper and lower substrates are coated with copper foil on the upper surface and have an opening, and the upper and lower sides are bonded by an adhesive sheet;
상기 적층체의 통공 내측면에 일정두께로 고분자유기물을 도포하여 캐비티 내측에 위치하는 내측기판의 본딩부가 고분자유기물에 의하여 보호되도록 하는 마스킹공정과,A masking process of applying a polymer organic material to the inner surface of the through-hole of the laminate at a predetermined thickness so that the bonding portion of the inner substrate positioned inside the cavity is protected by the polymer organic material;
상기 적층체에 수직방향으로 관통되는 관통공을 형성하는 관통공형성공정과,A through-hole forming step of forming a through-hole penetrating the laminate in a vertical direction;
상기 적층체에 형성된 관통공과 상부기판 및 고분자유기물의 표면에 동도금막을 형성하고 그 동도금막을 패터닝하여 상기 상부기판의 표면에 외부배선을 형성함과 아울러 고분자유기물의 표면이 노출되도록 하는 외부배선형성공정과,Forming an copper plating film on the surface of the through-hole and the upper substrate and the polymer organic material formed in the laminate, and patterning the copper plating film to form an external wiring on the surface of the upper substrate and to expose the surface of the polymer organic material; ,
상기 통공의 내측면에 도포되어 있는 고분자유기물을 제거하는 마스크제거공정과,A mask removing step of removing the polymer organic matter applied to the inner surface of the through hole;
상기 고분자유기물을 제거하여 노출된 본딩부에 금도금을 하여 내측패드부를 형성함과 아울러 상측 외부배선의 표면에 외측패드부가 형성되어지도록 피 에스 알(PSR)을 도포하는 패드형성공정을 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 유기물질 마스킹을 이용한 다층기판의 제조방법이 제공된다.The process of forming a pad (PSR) is sequentially performed to remove the polymer organic matter and to form an inner pad part by gold plating the exposed bonding part and to form an outer pad part on the upper outer wiring surface. Provided is a method of manufacturing a multilayer board using organic material masking.
또한, 반도체 칩이 안착되는 캐비티를 가지는 반도체 패키지 제조용 다층 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서,In addition, in the method of manufacturing a multilayer printed circuit board for manufacturing a semiconductor package having a cavity in which a semiconductor chip is seated,
내부 배선과 중앙에 개구부가 형성된 다수개의 기판을 적층하여 반도체 칩 안착용 캐비티와 상기 캐비티의 내부에는 상기 반도체 칩과 연결되는 패드부가 형성되는 다층 기판을 제조하는 공정과;Stacking a plurality of substrates having internal wirings and openings in the center thereof, to fabricate a semiconductor chip mounting cavity and a multilayer substrate having a pad portion connected to the semiconductor chip inside the cavity;
상기 캐비티의 내부에 고분자 유기물을 충진하는 공정과;Filling a polymer organic material into the cavity;
상기 다층기판에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 도금을 실시하여 상기 내부 배선을 전기적으로 연결하는 스루홀 형성 공정과;Forming a through hole in the multi-layer substrate and plating the through hole to electrically connect the internal wiring;
상기 고분자 유기물을 제거하는 마스크 제거공정; 을 포함하여 진행되는 반도체 패키지 제조용 다층 인쇄회로기판의 제조방법이 제공된다.A mask removing step of removing the polymer organic material; Provided is a method of manufacturing a multilayer printed circuit board for manufacturing a semiconductor package.
또한, 반도체 칩이 안착되는 캐비티를 가지는 다층 인쇄회로기판을 이용한 반도체 패키지 제조방법에 있어서,In addition, in the method of manufacturing a semiconductor package using a multilayer printed circuit board having a cavity in which a semiconductor chip is seated,
내부 배선과 중앙에 개구부가 형성된 다수개의 기판을 적층하여 반도체 칩안착용 캐비티와 상기 캐비티의 내부에는 상기 반도체 칩과 연결되는 패드부가 형성되는 다층 기판을 제조하는 공정과;Stacking a plurality of substrates having internal wirings and openings in the center thereof to manufacture a semiconductor chip mounting cavity and a multilayer substrate having a pad portion connected to the semiconductor chip inside the cavity;
상기 캐비티의 내부에 고분자 유기물을 충진하는 공정과;Filling a polymer organic material into the cavity;
상기 다층기판에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 도금을 실시하여 상기 내부 배선을 전기적으로 연결하는 스루홀 형성 공정과;Forming a through hole in the multi-layer substrate and plating the through hole to electrically connect the internal wiring;
상기 고분자 유기물을 제거하는 마스크 제거공정과;A mask removing step of removing the polymer organic material;
상기 패드부에 금도금을 실시하는 본딩패드부 형성공정과;Bonding pad portion forming step of gold plating the pad portion;
상기 반도체 칩과 상기 본딩 패드부를 와이어를 이용하여 전기적으로 연결하는 와이어 연결공정과;A wire connection step of electrically connecting the semiconductor chip and the bonding pad part with a wire;
상기 캐비티에 보호재를 충진하는 충진공정을 포함하는 반도체 패키지 제조방법이 제공된다.Provided is a method of manufacturing a semiconductor package including a filling step of filling a protective material in the cavity.
이하, 상기와 같이 제조되는 본 발명의 유기물질 마스킹을 이용한 다층기판의 제조방법을 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a multilayer substrate using the organic material masking of the present invention manufactured as described above will be described in more detail with reference to an embodiment of the accompanying drawings.
도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
본 발명에서 맨 먼저 실시하는 공정은 내측기판제작공정으로, 이 공정을 도 1을 참고로 설명하면, 절연기판(1)의 상하 표면에 동박(2)을 피착형성한다. 그런후 후술하는 캐비티를 형성하기 위하여 절연기판의 중앙부를 가공하여 개구부(1a)를 형성하고, 상하 표면에 형성된 동박(2)을 전기적으로 연결하기 위해 상기 동박(2)의 외측면과 개구부(1a)의 내주면에 도금막(3)을 형성한 후, 패터닝을 실시하여 동박패턴(2)과 동도금패턴(3)이 차례로 형성된 내부배선(4)이 형성되도록 내측기판(5)이 제작된다.In the present invention, the first step is an inner substrate fabrication process, which will be described with reference to FIG. 1 to deposit and form a copper foil 2 on the upper and lower surfaces of the insulating substrate 1. Then, in order to form a cavity, which will be described later, the center portion of the insulating substrate is processed to form the opening 1a, and the outer surface and the opening 1a of the copper foil 2 for electrically connecting the copper foil 2 formed on the upper and lower surfaces. After the plated film 3 is formed on the inner circumferential surface of the substrate 9), the inner substrate 5 is fabricated so as to form the inner wiring 4 having the copper foil pattern 2 and the copper plating pattern 3 formed in this order.
상기 절연기판(1)은 유리.에폭시, 유리.폴리이미드, BT수지 등의 전기적인 절연성을 가지는 수지재이다.The insulating substrate 1 is a resin material having electrical insulation properties such as glass, epoxy, glass, polyimide, and BT resin.
상기 내부배선(4)을 형성하는 것은 동박(2)과 도금막(3)의 패터닝은 도금막의 표면에 포토레지스트를 도포하고, 노광/현상을 하며, 포토레지스트가 피복된 부분을 제외한 부분의 동박과 도금막을 에칭하여 제거한후, 잔류하는 포토레지스트를 제거하는 것에 의하여 이루어진다.The internal wiring 4 is formed by the copper foil 2 and the plating film 3 by patterning the photoresist on the surface of the plating film, exposing / developing the copper foil of the portion except for the portion coated with the photoresist. And the plating film are etched and removed, followed by removing the remaining photoresist.
다음의 공정은 별도의 제작공정을 이용하여 상면에 동박(6)이 피착되고, 개구부(7)를 가지는 상부기판(8)과 개구부를 가지지 않고 하면에 동박(6)이 피착된 하부기판(9)의 사이에 개구부(1a)를 가지는 2장의 내측기판(5)을 삽입하고 접착시트(10)로 접착하여 상측이 개방되는 캐비티(11)가 형성되도록 적층체(12)를 제작하는 적층체제작공정으로, 그와 같이 제작된 적층체(12)가 도 2에 도시되어 있다.In the following process, the copper foil 6 is deposited on the upper surface using a separate manufacturing process, the upper substrate 8 having the opening 7 and the lower substrate 9 having the copper foil 6 deposited on the lower surface without the opening. Laminated body 12 is manufactured by inserting two inner substrates 5 having openings 1a therebetween and bonding them with an adhesive sheet 10 to form a cavity 11 having an open upper side. In the process, the laminated body 12 thus produced is shown in FIG. 2.
상기 2장의 내측기판(5)의 개구부(1a)와 상부기판(8)의 개구부(7)의 직격은 상측으로 갈수록 커지도록 하여 캐비티(11)는 다단으로 형성된다.The opening 11a of the two inner substrates 5 and the opening 7 of the upper substrate 8 are made to be larger toward the upper side so that the cavity 11 is formed in multiple stages.
상기 캐비티(11)내에 위치하는 패드동박부(13)는 후에 설명될 반도체 칩과 연결하기 위한 와이어가 연결될 부분이다.The pad copper foil 13 located in the cavity 11 is a portion to which a wire for connecting with a semiconductor chip, which will be described later, is connected.
상기 내측기판(5)과 상,하부기판(8)(9)를 접착하는 접착시트(10)는 프리프레그라고 불리는 시트재를 사용했다. 프리프레그는 유리섬유를 접착제로 시트상에 굳혔던 것으로, 프리프레그를 상측의 내측기판(5)과 하측의 내측기판(5)의 사이 및상,하부기판(8)(9)과의 사이에 삽입하고, 진공중에 가압하면서 일정시간 가열하면 완전하게 접착제가 경화되어 일체화된 적층체(12)를 얻을 수 있다.The adhesive sheet 10 for adhering the inner substrate 5 and the upper and lower substrates 8 and 9 used a sheet material called a prepreg. The prepreg is a glass fiber hardened on the sheet by an adhesive, and the prepreg is inserted between the upper inner substrate 5 and the lower inner substrate 5 and between the upper and lower substrates 8 and 9. In this case, when the substrate is heated for a certain time while being pressurized in a vacuum, the adhesive is completely cured to obtain an integrated laminate 12.
그런후, 다음공정으로 상기 적층체(12)의 캐비티(11) 내부에 고분자유기물(16)을 충진하여 본딩부가 고분자유기물(16)에 의하여 보호되도록 하는 마스킹공정을 실시하는데, 그와 같은 고분자유기물(16)의 캐비티(11)의 내부에 충진된 상태가 도 3에 도시되어 있다.Then, a masking process is performed such that the bonding part is protected by the polymer organic material 16 by filling the polymer organic material 16 into the cavity 11 of the laminate 12 in the following process. The state filled in the cavity 11 of 16 is shown in FIG.
상기 고분자유기물(16)로는 S/R 잉크, 에폭시 수지 등이 이용될 수 있는데, 스크린 프린팅법을 이용하여 수회에 걸쳐서 반복적으로 도포하여 상부기판(8)의 표면과 동일하게 충진될때까지 도포한다.S / R ink, an epoxy resin, and the like may be used as the polymer organic material 16, and may be repeatedly applied several times using a screen printing method until the same as the surface of the upper substrate 8 is filled.
그런 다음에는 상기 적층체(12)에 수직방향으로 관통공(17)을 형성하는 관통공형성공정을 실시하는데, 그와 같이 관통공형성공정을 실시하여 관통공(17)이 형성된 상태가 도 4에 도시되어 있다.Thereafter, a through hole forming process of forming a through hole 17 in the vertical direction in the stack 12 is performed. As shown in FIG. 4, the through hole forming process is performed. Is shown.
상기 관통공(17)는 후공정에서 배선들을 전기적으로 연결하기 위한 것으로 내부배선(4)들이 관통되도록 형성되어 진다.The through hole 17 is used to electrically connect the wires in a later process and is formed to penetrate the internal wires 4.
상기와 같은 상태에서 동도금을 실시하면 관통공(17)의 내측면에 동도금막(18)이 형성되어 내측기판의 내부배선(4)이 전기적으로 연결되는 스루홀(19)을 형성됨과 아울러 연속하여 상,하부기판(8)(9)의 표면에 피착된 동박(6) 외측면에 동도금막(18)이 도금되어 상,하부기판(8)(9)의 동박(6)과 내측기판(5)의 내부배선(4)은 전기적으로 연결되어지는데, 이와 같이 동도금막(18)이 형성된 상태가 도 5에 도시되어 있다.When copper plating is performed in the above state, a copper plating film 18 is formed on the inner surface of the through hole 17 to form a through hole 19 through which the inner wiring 4 of the inner substrate is electrically connected. The copper plating film 18 is plated on the outer surface of the copper foil 6 deposited on the upper and lower substrates 8 and 9 so that the copper foil 6 and the inner substrate 5 of the upper and lower substrates 8 and 9 are plated. The internal wiring 4 of) is electrically connected. A state in which the copper plating film 18 is formed is shown in FIG.
즉, 상기 캐비티(11)의 내부에 고분자유기물(16)이 충진되어 있는 상태에서 동도금막(18)이 형성되기 때문에 캐비티(11) 내부의 패드동박부(13)에는 동도금막(18)이 형성되지 않게 된다.That is, since the copper plating film 18 is formed in the state in which the polymer organic material 16 is filled in the cavity 11, the copper plating film 18 is formed on the pad copper foil 13 inside the cavity 11. Will not be.
그와 같이된 상태에서 하부기판(9)의 하면에 형성된 동박(6)과 동도금막(18)의 2중막을 패터닝하여 도 6에 도시된 바와 같이 하부기판(9)의 하면에 하측의 외부배선(20)을 형성되도록 한다.In such a state, the copper foil 6 formed on the lower surface of the lower substrate 9 and the double layer of the copper plating film 18 are patterned, and as shown in FIG. 6, the lower external wiring on the lower surface of the lower substrate 9 is shown. 20 to be formed.
그런 다음, 스루홀(19)의 내부에 충진재(21)로 충진을 하고, 하부기판(9)의 하면에 접착시트(10')를 부착하는데, 이와 같이된 상태가 도 7에 도시되어 있으며, 상기 충진재(21)로는 도전성 페이스트나 수지재료등을 사용하는 것이 가능하고, 접착시트(10')를 부착하는 것은 후공정에서 히트싱크를 부착하기 위해서이다.Thereafter, the inside of the through hole 19 is filled with the filler 21, and the adhesive sheet 10 ′ is attached to the lower surface of the lower substrate 9, which is illustrated in FIG. 7. As the filler 21, a conductive paste, a resin material, or the like can be used, and the adhesive sheet 10 'is attached to the heat sink in a later step.
그후, 통상의 에칭방법을 이용하여 상기 캐비티(11)에 채워진 고분자유기물(16)의 상면에 도금된 동도금막(18)을 제거함과 아울러 상부기판(8)의 상면에 도금된 동도금막(18)을 패터닝하여 상측의 외부배선(22)을 형성하는데, 그와 같이된 상태가 도 8에 도시되어 있다.Thereafter, the copper plating film 18 plated on the upper surface of the upper substrate 8 is removed while the copper plating film 18 plated on the upper surface of the polymer organic material 16 filled in the cavity 11 is removed using a conventional etching method. Is patterned to form the upper outer wiring 22, which is shown in FIG.
상기와 같은 상태에서, 상기 캐비티(11)의 내부에 충진되어 있는 고분자유기물(16)을 제거하는 마스크제거공정을 실시하는데, 상부가 노출된 고분자유기물(16)은 가성소다와 같은 알카리용액에 침전시켜서 제거하게 된다.In the above state, a mask removal process for removing the polymer organic matter 16 filled in the cavity 11 is performed, wherein the exposed polymer organic matter 16 is precipitated in an alkaline solution such as caustic soda. Will be removed.
상기 용액은 구리박막에는 영향을 미치지 않는다.The solution does not affect the copper thin film.
상기 고분자유기물(16)을 제거하여 노출된 패드동박부(13)에 금도금막(27)을 형성하여 내측패드부(28)를 형성함과 아울러 상측 외부배선(22)의 표면에 외측패드부(31)가 형성되어지도록 피 에스 알(PSR)(32)을 상부기판(8)의 상면에 도포하는 패드형성공정을 실시하는데, 그와 같이 내,외측패드부(28)(31)가 형성된 상태가 도 9에 도시되어 있다.The polymer organic material 16 is removed to form a gold plated film 27 on the exposed pad copper foil 13 to form an inner pad part 28 and an outer pad part on the surface of the upper outer wiring 22. A pad forming process is performed in which a PSR 32 is applied to an upper surface of the upper substrate 8 so that the 31 is formed. Thus, the inner and outer pad portions 28 and 31 are formed. Is shown in FIG. 9.
상기와 같은 패드형성공정을 마친 다음에는, 상기 하부기판(9)의 중앙부를 제거하여 개구부(33)를 형성하는 라우팅공정을 실시하는데, 그 라우팅공정을 실시하여 하부기판(9)의 중앙부에 개구부(33)를 형성하면 본 발명의 다층기판(100)이 완성되는데, 그와 같이 완성된 다층기판(100)이 도 10에 도시되어 있다.After the pad forming process as described above, a routing step of forming the opening 33 by removing the central portion of the lower substrate 9 is performed. The routing process is performed to open the central portion of the lower substrate 9. Forming 33 results in a multi-layer substrate 100 of the present invention. The multi-layer substrate 100 thus completed is shown in FIG.
여기서, 상부기판(8)의 개구부(7)에서 내측기판(1) 및 하부기판(9)의 개구부(33)는 점차로 크게 형성되어야 하는 것은 당연하다.Here, it is obvious that the openings 33 of the inner substrate 1 and the lower substrate 9 in the opening 7 of the upper substrate 8 should be gradually enlarged.
그리고, 상기와 같이 완성된 다층기판(100)은 후공정에서 하면에 히트싱크가 부착되고, 그 히트싱크의 캐비티(11) 내측 상면에 반도체 칩을 부착하는 다이본딩, 상기 내측패드부(28)와 반도체 칩을 금속와이어로 연결하는 와이어본딩, 캐비티(11) 내부를 보호재로 포팅하는 포팅 및 외측패드부(31)에 솔더볼을 부착하는 볼본딩을 실시하여 BGA패키지가 제작된다.Then, the completed multi-layer substrate 100 as described above, the heat sink is attached to the lower surface in a later step, the die bonding for attaching a semiconductor chip to the upper surface inside the cavity 11 of the heat sink, the inner pad portion 28 And a wire bonding connecting the semiconductor chip with a metal wire, a potting potting the inside of the cavity 11 as a protective material, and a ball bonding attaching a solder ball to the outer pad portion 31, thereby producing a BGA package.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도로서, 본 발명의 다른실시예는 일실시예와 거의 동일하다. 단지, 개구부가 형성된 3개의 기판을 적층하고, 그 적층된 기판들의 개부부 내측면의 일부에 고분자유기물을 일정두께로 도포한 후, 패턴작업을 실시하는 것이 일실시예와는 다르다. 따라서 일실시예와 차이점이 있는 부분을 중심으로 자세히 설명한다.11 to 16 are cross-sectional views showing another embodiment of the present invention, another embodiment of the present invention is almost the same as one embodiment. Only the three substrates having the openings are stacked, and the polymer organic material is applied to a part of the inner side of the openings of the stacked substrates with a predetermined thickness, and then patterning is different from the embodiment. Therefore, it will be described in detail with the focus on the differences between the embodiment.
먼저, 내측기판(106)을 제작하는데, 도 11에서와 같이 절연기판(101)의 상부표면에 동박(102)을 피착하고, 그 동박(102)이 피착된 절연기판(101)의 중앙부를 가공하여 개구부(103)를 형성한다. 그런후, 그 동박(102)의 표면에 동도금막(104)을 형성한 후 패터닝하여 내부배선(105)을 형성하여 내측기판(106)을 제작한다.First, the inner substrate 106 is fabricated, and as shown in FIG. 11, the copper foil 102 is deposited on the upper surface of the insulating substrate 101, and the center portion of the insulating substrate 101 on which the copper foil 102 is deposited is processed. Thus, the opening 103 is formed. Thereafter, the copper plating film 104 is formed on the surface of the copper foil 102, and then patterned to form the internal wiring 105 to fabricate the inner substrate 106.
그런 다음, 적층체(110)을 제작하는데, 적층체(110)의 제작은 개구부(103)의 크기가 다른 2장의 내측기판(106)을 개구부(103)가 큰쪽이 상측에 오도록 접착시트(111)를 이용하여 접착하고, 그 상면에 동박(112)이 상면에 피착되고 개구부(113)를 가지는 상부기판(114)을 접착시트(111)로 부착하여 캐비티(107)를 가지는 적층체(110)를 구성하는데, 그와 같이 구성된 적층체(110)가 도 12에 도시되어 있다. 도면부호 108은 후에 금도금되어 반도체 칩과 금 와이어로 연결된 패드동박부이다.Then, the laminate 110 is manufactured. The manufacture of the laminate 110 includes two inner substrates 106 having different sizes of the openings 103, and the adhesive sheet 111 so that the openings 103 are larger. A laminate 110 having a cavity 107 by attaching the upper substrate 114 having the opening 113 to the upper surface of the copper foil 112 on the upper surface thereof. The laminate 110 thus constructed is shown in FIG. 12. Reference numeral 108 denotes a pad copper foil portion which is later gold plated and connected with a semiconductor chip and a gold wire.
상기의 적층체(110)는 최하위의 내측기판(106)에서 상부기판(114)으로 갈수록 개구부(113)(103)가 점점 크게 형성한다.In the stack 110, the openings 113 and 103 are formed to gradually increase from the lowermost inner substrate 106 to the upper substrate 114.
상기와 같은 상태에서 마스킹공정을 실시하는데, 마스킹은 상기 적층체(110)의 캐비티(107) 내측면의 패드동박부(108)에 일정두께로 고분자유기물(121)을 도포하여 내측기판(106)의 패드동박부(108)가 고분자유기물(121)에 의하여 보호되도록 하고, 내부배선(105)을 전기적으로 연결하기 위한 관통공(122)을 드릴가공으로 형성하는 관통공형성공정을 실시하는데, 그와 같이 관통공(122)이 형성된 상태가 도 13에 도시되어 있다.The masking process is performed in the above state, and the masking is performed by coating the polymer organic material 121 with a predetermined thickness on the pad copper foil 108 of the inner surface of the cavity 107 of the stack 110. The through-hole forming process of forming the through-hole 122 for drilling the pad copper foil portion 108 of the high-molecular organic material 121 and electrically connecting the internal wiring 105 is carried out. As shown in FIG. 13, the through-holes 122 are formed.
상기와 같은 고분자유기물(121)은 S/R잉크나 수지재료등이 사용될 수 있는데, 그와 같은 고분자유기물(121)을 스크린 프린팅법을 이용하여 반복적으로 도포하여 소정의 두께로 도포되도록 한다.S / R ink or a resin material may be used as the polymer organic material 121, and the polymer organic material 121 is repeatedly applied by using a screen printing method to be applied to a predetermined thickness.
그후, 외부배선형성공정을 실시하는데, 적층체(110)를 동도금하여 도 14에 도시된 바와 같이, 적층체(110)에 형성된 관통공(122)과 상부기판(114) 및 고분자유기물(121)의 표면에 동도금막(131)이 형성되도록 하여 내부배선(105)들이 전기적으로 연결되는 스루홀(132)이 형성되도록 한다. 그런후, 적층체(110)의 상면과 하면을 패터닝하여 도 15에 도시된 바와 같이 상기 상부기판(114)의 표면에 통상의 에칭방법으로 외부배선(133)을 형성한다. 이때, 상기 고분자유기물(121) 상에 형성된 동도금막은 에칭시에 제거되게 된다.Thereafter, the external wiring forming process is performed, and the lamination 110 is copper plated, and as shown in FIG. 14, the through hole 122 and the upper substrate 114 and the polymer organic material 121 formed in the laminate 110 are provided. The copper plating film 131 is formed on the surface of the through hole 132 through which the internal wirings 105 are electrically connected. Then, the upper and lower surfaces of the laminate 110 are patterned to form the external wiring 133 on the surface of the upper substrate 114 by a conventional etching method as shown in FIG. 15. At this time, the copper plating film formed on the polymer organic material 121 is removed during the etching.
상기와 같이 외부배선(133)을 형성한 다음에는 적층체(110)의 캐비티(107) 내측면에 형성되어 있는 고분자유기물(121)을 제거하는 마스크제거공정을 수행하는데, 그와 같은 고분자유기물(121)을 제거하는 방법은 가성소다와 같은 알카리용액을 이용하여 제거되어 진다.After the external wiring 133 is formed as described above, a mask removal process for removing the polymer organic matter 121 formed on the inner surface of the cavity 107 of the laminate 110 is performed. 121) can be removed using an alkaline solution such as caustic soda.
상기와 같은 마스크제거공정을 실시한 뒤에는 노출된 본딩부(141)에 금도금막(142)을 형성하여 내측패드부(143)를 형성하고, 외부배선(133)의 표면에 외측패드부(151)이 형성되도록 피 에스 알(PSR)(152)를 도포하는 패드형성공정을 순차적으로 실시하여 다층기판(200)을 완성하는데, 그와 같이 완성된 다층기판(200)이 도 16에 도시되어 있다.After performing the mask removing process as described above, the gold plating film 142 is formed on the exposed bonding portion 141 to form the inner pad portion 143, and the outer pad portion 151 is formed on the surface of the outer wiring 133. A pad forming process of applying PSR 152 to be formed is sequentially performed to complete the multilayer substrate 200. The multilayer substrate 200 thus completed is illustrated in FIG.
그리고, 상기와 같이 완성된 다층기판(200)은 후공정에서 하면에 히트싱크가 부착되고, 그 히트싱크의 캐비티(107) 내측 상면에 반도체 칩을 부착하는 다이본딩, 상기 내측패드부와 반도체 칩을 금속와이어로 연결하는 와이어본딩,캐비티(107) 내부를 보호재로 포팅하는 포팅 및 외측패드부에 솔더볼을 부착하는 볼본딩을 실시하여 BGA패키지가 제작된다.In the above-described multilayer board 200, a heat sink is attached to a lower surface in a later step, and die bonding attaches a semiconductor chip to an upper surface of the inner side of the cavity 107 of the heat sink. Wire bonding to connect the wire with a metal wire, potting potting the inside of the cavity 107 as a protective material and ball bonding to attach the solder ball to the outer pad portion BGA package is produced.
그리고, 상기 다층기판(200)의 스루홀(132)에는 경우에 따라서 도전성 페이스트나 수지재료 중 어느 하나가 충진재로 충진되어질수 있다.The through hole 132 of the multilayer substrate 200 may be filled with any one of a conductive paste or a resin material in some cases.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 유기물질 마스킹을 이용한 다층기판의 제조방법은 본딩부를 가지는 내부배선이 노출된 적층체의 통공 내측면에 고분자유기물을 이용하여 마스킹을 한 후, 도금을 하여 관통공에 내부배선을 전기적으로 연결하는 스루홀을 형성함과 아울러 패터닝을 하여 외부배선을 형성하고, 그런 후 다시 고분자유기물을 간단한 방법으로 제거한 후 후속공정을 진행하여 다층기판을 제작함으로써, 종래와 같이 복잡한 과정을 거치지 않고도 간단한 방법으로 다층기판을 제작하는 효과가 있다.As described in detail above, in the method of manufacturing a multilayer board using the masking of the organic material of the present invention, after masking using a polymer organic material on the inner surface of the through-hole of the laminate having the internal wiring exposed through the bonding part, plating is performed. By forming a through hole that electrically connects the internal wiring to the ball, and patterning to form an external wiring, and then removing the polymer organic matter by a simple method and proceeding to the subsequent process to produce a multilayer board, as in the prior art There is an effect of producing a multi-layer substrate in a simple way without going through a complicated process.
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