KR20100004786A - 회로 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

둘 이상의 표면 특성을 갖는 패드부를 용이하게 형성할 수 있도록, 본 발명은 (a)절연성 기판상에 금속으로 제1 패드부, 제2 패드부 및 상기 제1 패드부와 연결되는 리드 라인부를 형성하는 단계, (b)상기 제2 패드부를 덮도록 제1 레지스트를 형성하는 단계, (c)상기 제1 패드부 및 상기 리드 라인부상에 니켈을 함유하는 제1 도전층 및 상기 제1 도전층상에 형성되고 금을 함유하는 제2 도전층을 구비하는 도전층을 형성하는 단계, (d)상기 제1 레지스트를 제거하는 단계, (e) 상기 도전층의 일부와 상기 제2 패드부상에 주석을 함유하는 식각 마스크층을 형성하는 단계, (f)상기 도전층의 부분 중 상기 식각 마스크층이 배치되지 않은 부분과 상기 리드 라인부를 식각 용액으로 식각하여 제거하는 단계, (g)상기 식각 마스크층을 제거하는 단계 및 (h)상기 제2 패드부상에 OSP 표면 처리 하는 단계를 포함하는 회로 기판 제조 방법 및 그 회로 기판을 제공한다.

Description

회로 기판 및 그 제조 방법{Method of manufacturing Circuit board}

본 발명은 회로 기판 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 둘 이상의 표면 특성을 갖는 패드부를 용이하게 형성할 수 있는 회로 기판 제조 방법에 관한 것이다.

각종 전자 제품은 다수의 부품을 필요로 한다. 소형의 전자 부품은 통상적으로 회로 기판에 장착된다. 회로 기판은 절연체를 포함하는 기판상에 도전막을 형성하고, 도전막에 회로 패턴을 형성하여 제조된다 회로 기판은 내층 회로가 형성된 베이스 기판, 층간 절연층, 외층 회로층, 레지스트층등을 포함한다.

회로 기판은 반도체등과의 연결을 위하여 노출된 도전막을 포함한다. 도전막은 구리 등을 포함할 수 있으나 그러한 경우 구리가 부식되거나 산화되기 쉬워서 구리위에 니켈을 도금한 후에 금을 박막으로 도금하게 된다.

또한 근래에는 구리로 형성된 도전막상에 솔더볼과의 접합을 용이하게 하도록 표면 처리를 하기도 한다. 특히 구리로 형성된 도전막에 강한 흡착성을 갖도록 OSP(organic solderability preservatives)처리를 하게 되면 구리막 표면에 산화막 형성을 방지할 수 있다.

그러나 한 개의 회로 기판상에 니켈, 금이 상부에 도금된 도전막과 OSP처리된 도전막을 모두 갖는 구조 즉 두 종류 이상의 다른 표면을 갖는 도전막을 형성하려면 공정이 복잡하여 제조하기가 용이하지 않다.

특히 회로 기판상에 전해 도금을 하기 위하여 전압이 인가되는 리드 라인부를 식각하는 에치백 공정을 수행하게 되는 경우 알칼리 용액을 이용하여 식각 공정을 수행하게 되는데 이 과정에서 OSP표면 처리를 해야 할 도전막의 표면이 손상되어 회로 기판의 품질을 향상하는 데 한계가 있었다.

본 발명은 둘 이상의 표면 특성을 갖는 패드부를 용이하게 형성할 수 있는 회로 기판 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 (a)절연성 기판상에 금속으로 제1 패드부, 제2 패드부 및 상기 제1 패드부와 연결되는 리드 라인부를 형성하는 단계, (b)상기 제2 패드부를 덮도록 제1 레지스트를 형성하는 단계, (c)상기 제1 패드부 및 상기 리드 라인부상에 니켈을 함유하는 제1 도전층 및 상기 제1 도전층상에 형성되고 금을 함유하는 제2 도전층을 구비하는 도전층을 형성하는 단계, (d)상기 제1 레지스트를 제거하는 단계, (e) 상기 도전층의 일부와 상기 제2 패드부상에 주석을 함유하는 식각 마스크층을 형성하는 단계, (f)상기 도전층의 부분 중 상기 식각 마스크층이 배치되지 않은 부분과 상기 리드 라인부를 식각 용액으로 식각하여 제거하는 단계, (g)상기 식각 마스크층을 제거하는 단계 및 (h)상기 제2 패드부상에 OSP 표면 처리 하는 단계를 포함하는 회로 기판 제조 방법을 개시한다.

본 발명에 있어서 상기 (e)단계에서 상기 식각 마스크층은 상기 제2 패드부와 상기 도전층의 영역 중 상기 제1 패드부에 대응되는 영역을 덮도록 형성되고, 상기 (f)단계에서 상기 식각 마스크층에 의하여 노출된 상기 도전층의 영역과 상기 리드 라인부를 식각할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 식각 용액은 알칼리 용액을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 도전층은 전해 도금법으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 식각 마스크층은 도금법으로 형성하는 단계를 포함할수 있다.

본 발명에 있어서 상기 (d)단계를 수행하고 나서 상기 (e)단계를 수행하기 전에 상기 도전층의부분 중 상기 리드 라인부에 대응하는 부분을 덮도록 제2 레지스트를 형성하는 단계 및 상기 (e)단계를 수행하고 나서 상기 (f)단계를 수행하기 전에 상기 형성된 제2 레지스트를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 관한 회로 기판 제조 방법은 둘 이상의 표면 특성을 갖는 패드부를 용이하게 형성할 수 있다.

이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도 및 평면도들이다.

도면을 차례대로 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판 제조 방법을 순차적으로 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면 기판(101)상에 제1 패드부(111), 제2 패드부(112) 및 리드 라인부(113)를 형성한다.

기판(101)은 절연성 물질로 형성한다. 기판(101)은 수지와 같은 유연성이 있는 소재를 포함할 수 있다.

제1 패드부(111), 제2 패드부(112) 및 리드 라인부(113)는 동일한 소재로 형성한다. 제1 패드부(111), 제2 패드부(112) 및 리드 라인부(113)는 구리를 포함할 수 있다. 기판(101)상에 구리막을 형성한 후에 마스크를 이용하여 패터닝하여 제1 패드부(111), 제2 패드부(112) 및 리드 라인부(113)를 동시에 형성한다.

리드 라인부(113)는 제1 패드부(111)와 연결되어 있다. 리드 라인부(113)를 통하여 외부에서 전압이 인가될 수 있다. 제2 패드부(112)는 제1 패드부(111) 및 리드 라인부(113)와 연결되지 않는다.

도 2는 도 1의 A방향에서 본 평면도이다. 제1 패드부(111)에 연결된 리드 라인부(113)는 기판(101)의 일단까지 연장된다. 도 2에는 제1 패드부(111)가 사각형의 형태이고, 제2 패드부(112)는 원형의 형태를 갖고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 패드부(111) 및 제2 패드부(112)의 형태는 공정 조건 및 사용하고자 하는 분야에 따라 다양한 평면 형태를 가질 수도 있다.

또한 제1 패드부(111) 및 제2 패드부(112)의 평면 형태는 동일하거나 상이할 수 있다.

도 2에는 제1 패드부(111)와 제2 패드부(112)가 각각 한 개씩 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 복수 개의 제1 패드부(111) 및 제2 패드부(112)를 포함할 수 있다.

또한 도 2에는 한 개의 제1 패드부(111)에 한 개의 리드 라인부(113)가 연결 되어 있는 것이 도시되어 있다. 그러나 복수 개의 제1 패드부(111)에 공통으로 연결되도록 리드 라인부(113)를 형성하는 것도 가능하다.

그 다음으로 도 3을 참조하면 제1 레지스트(115)를 형성한다. 제2 패드부(112)를 덮도록 제1 레지스트(115)를 형성한다. 제1 레지스트(115)는 제2 패드부(112)를 덮도록 충분한 두께와 폭을 갖도록 형성한다.

그러나 제1 레지스트(115)는 리드 라인부(113)와 제1 패드부(111)상에 형성되지 않도록 주의한다. 제1 레지스트(115)는 드라이 필름 포토 레지스트(dry film photo resist:DFR) 또는 리퀴드 포토 레지스트(liquid photo resist:LPR)등으로 형성할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 레지스트(115)는 추후에 도전층이 형성될 때 제2 패드부(112)를 보호하는 역할을 하기만 하면 그 재료에 제한이 없다.

그 다음으로 도 4를 참조하면 도전층(120)을 형성한다. 도전층(120)은 제1 도전층(121) 및 제2 도전층(122)을 포함한다. 제1 도전층(121)은 니켈을 포함하고 제2 도전층(122)은 금을 포함한다.

도전층(120)은 전해 도금법을 이용하여 형성할 수 있다. 리드 라인부(113)를 통하여 전압을 인가하여 니켈과 금을 순차적으로 도금하여 도전층(120)을 형성할 수 있다. 도전층(120)은 리드 라인부(113)와 제1 패드부(111)상에 형성되고 리드 라인부(113) 및 제1 패드부(111)와 동일한 패턴으로 적층된다.

그 다음으로 도 5를 참조하면 제1 레지스트(115)를 박리한다. 결과적으로 제2 패드부(112)상에는 도전층(120)이 존재하지 않고, 제1 패드부(111)와 리드 라인 부(113)상에만 도전층(120)이 존재하게 된다.

그 다음으로 도 6을 참조하면 도전층(120)상에 제2 레지스트(125)를 형성한다. 제2 레지스트(125)는 도전층(120)의 영역 중 리드 라인부(113)에 대응되는 영역을 덮도록 형성한다. 즉 제2 레지스트(125)는 제2 패드부(112)상에 형성되지 않는다. 또한 제2 레지스트(125)는 도전층(120)의 영역 중 제1 패드부(111)에 대응되는 영역상에 형성되지 않는다.

제2 레지스트(125)로 덮인 부분은 추후에 제2 레지스트(125)가 박리된 후에 식각 용액으로 제거되는 부분이다. 또한 제2 레지스트(125)는 식각 마스크층(미도시)이 형성될 때 리드 라인부(113)에 대응되는 도전층(120)상의 영역을 보호하는 역할을 하기만 하면 그 재료에 제한이 없고 제1 레지스트(115)와 동일한 재료로 형성할 수 있다.

그 다음으로 도 7을 참조하면 식각 마스크층(130)을 형성한다. 식각 마스크층(130)은 도전층(120)의 영역 중 리드 라인부(113)에 대응되는 영역을 덮지 않도록 형성한다. 즉 식각 마스크층(130)은 제2 패드부(112)를 덮도록 형성되고 도전층(120)상의 영역 중 제1 패드부(111)에 대응되는 영역상에 형성된다.

식각 마스크층(130)은 주석(Sn), 주석-납(Sn-Pb)합금, 주석-구리(Sn-Cu) 및 은(Ag)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하도록 형성할 수 있다. 특히도금법을 이용하여 주석 도금층으로 식각 마스크층(130)을 형성할 수 있다.

구체적인 예로 주석 도금층으로 식각 마스크층(130)을 형성하는 경우에 복수 의 층으로 형성할 수 있다. 즉 제2 패드부(112)를 향하는 하부에는 Sn-Cu합금층으로 형성하고, 상부에는 Sn층을 형성할 수 있다. Sn-Cu는 구체적으로 Sn₃Cu 및 Sn₆Cu₅일 수 있는데 Sn₃Cu 및 Sn₆Cu₅를 적층한 구조로 사용할 수 있다.

그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 내화학성 특히 내알칼리성이 우수한 재료를 포함하도록 식각 마스크층(130)을 다양한 재료 및 다양한 공정으로 형성할 수 있다.

상술한 식각 마스크층(130)은 내화학성이 우수하고 특히 알칼리 용액에 대한 내구성이 뛰어나 후속 공정에서 알칼리 용액으로 에칭하는 경우에 마스킹 효과가 향상된다.

식각 마스크층(130)을 주석 도금층으로 형성하는 경우에는 탈지, 수세, 에칭 및 변색 방지등의 공정을 수행하는데 그 방법에는 제한이 없다. 예를 들면 식각 마스크층(130)은 전해 도금법 또는 무전해 도금법을 이용할 수 있다.

이 때 제2 레지스트(125)는 도금 공정시에 마스크 역할을 한다. 즉 제2 레지스트(125)로 인하여 도전층(120)상의 영역 중 리드 라인부(113)에 대응되는 영역 상에는 식각 마스크층(130)이 형성되지 않는다.

그 다음으로 도 8을 참조하면 제2 레지스트(125)를 박리한다. 결과적으로 제2 패드부(112)상에 식각 마스크층(130)이 존재하게 된다. 또한 식각 마스크층(130)은 도전층(120)상의 영역 중 제1 패드부(111)에 대응되는 영역상에 존재하게 된다

그 다음으로 도 9를 참조하면 식각 마스크층(130)으로 덮이지 않은 도전 층(120)의 부분 및 리드 라인부(113)를 식각 용액으로 식각하여 제거한다. 도전층(120)을 형성하고 나서는 회로의 단락을 방지하기 위하여 리드 라인부(113)를 제거하기 위함이다. 이러한 식각 공정을 에치백 공정이라고 한다.

식각 단계에서는 수산화나트륨, 암모니아와 같은 알칼리 식각 용액을 이용하여 식각 마스크(130)로 덮이지 않은 제2 도전층(122)의 영역을 식각한다. 제2 도전층(122)을 식각하고 나서 제1 도전층(121)을 식각한다. 구체적으로 제2 도전층(122)의 식각 영역에 대응되는 제1 도전층(121)의 영역을 식각한다. 결과적으로 제1 도전층(121) 및 제2 도전층(122)의 영역 중 리드 라인부(113)에 대응되는 영역을 식각하게 된다.

또한 제1 도전층(121)을 식각하고 나서 그 하부의 리드 라인부(113)도 식각한다.

본 발명은 전술한 대로 알칼리 용액으로 리드 라인부(113) 및 그에 대응하는도전층(120)을 식각하기 전에 식각 마스크층(130)을 형성한다. 이를 통하여 후속 공정에서 OSP표면 처리를 할 제2 패드부(112)의 표면을 식각 용액으로부터 보호한다. 특히 식각 마스크층(130)은 알칼리 용액인 식각 용액에 대한 내구성이 우수하다. 그러므로 리드 라인부(113)를 알칼리성 식각 용액으로 식각하는 과정에서 알칼리 식각 용액으로부터 제2 패드부(112)를 효과적으로 보호한다. 결과적으로 식각 공정후에도 제2 패드부(112)의 표면 특성에 변화가 없다.

그 다음으로 도 10을 참조하면 식각 마스크층(130)을 제거한다. 식각 마스크층(130)은 산과 같은 용액으로 용이하게 제거할 수 있다. 특히 주석 도금층으로 식 각 마스크층(130)을 형성한 경우, 식각 마스크층(130)은 질산을 이용하여 용이하게 제거할 수 있다. 도 10을 참조하면 식각 마스크(130)층을 제거하고 난 후에 제1 패드부(111)상에는 도전층(120)이 형성되어 있고, 제2 패드부(112)상에는 도전층(120)이 형성되지 않은 것이 도시되어 있다.

그 다음으로 도 11을 참조하면 제2 패드부(112)상에 OSP처리면(140)을 형성한다. OSP(organic solderability preservative)는 수용성 산화방지 물질로 제2 패드부(112)상에 도포되어 산화를 방지한다. OSP는 구리상에서만 선택적으로 도포되는 특성을 가지므로 제2 패드부(112)상의 표면에 용이하게 OSP처리면(140)을 형성할 수 있다.

도 12는 도 11의 B방향에서 본 평면도이다. 도 11 및 도 12를 참조하면 회로 기판(100)은 기판(101), 제1 패드부(111), 제1 패드부(111)상에 형성된 제1 도전층(121) 및 제2 도전층(122)및 제2 패드부(112)를 포함한다. 회로 기판(100)의 단락을 방지하기 위하여 리드 라인부(113)는 제거된다. 제2 패드부(112)상에는 OSP처리면(140)이 형성된다.

본 발명은 리드 라인부(113)를 제거하는 에치백 공정을 포함하면서도 OSP표면 처리면(140)을 용이하게 형성할 수 있다. 리드 라인부(113)를 식각하는 공정을 진행하는 동안 제2 패드부(112)를 포함한 영역을 식각 마스크층(130)으로 덮어서 제2 패드부(112)의 표면의 손상을 방지한다. 특히 식각 마스크층(130)은 알칼리 식각 용액으로 리드 라인부(113)를 식각하는 동안에도 제2 패드부(112)를 용이하게 보호할 수 있다.

결과적으로 본 실시예에 의한 제조 방법에 따르면 서로 다른 표면들을 갖는 패드부를 갖는 회로 기판(100)을 용이하게 형성할수 있다. 즉 제1 패드부(111)상에는 도금법으로 형성된 도전층(120)을 형성하고, 제2 패드부(112)상에는 OSP처리면(140)을 용이하게 형성할 수 있다.

도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도 및 평면도들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100: 회로 기판 101: 기판

111: 제1 패드부 112: 제2 패드부

113: 리드 라인부 115; 제1 레지스트

120: 도전층 121: 제1 도전층

122: 제2 도전층 125: 제2 레지스트

130: 식각 마스크층 140: OSP처리면

Claims (7)

1. (a)절연성 기판상에 금속으로 제1 패드부, 제2 패드부 및 상기 제1 패드부와 연결되는 리드 라인부를 형성하는 단계;

   (b)상기 제2 패드부를 덮도록 제1 레지스트를 형성하는 단계;

   (c)상기 제1 패드부 및 상기 리드 라인부상에 배치되고 금을 함유하는 도전층을 형성하는 단계;

   (d)상기 제1 레지스트를 제거하는 단계 및 상기 도전층의 부분 중 상기 리드 라인부에 대응하는 부분을 덮도록 제2 레지스트를 형성하는 단계;

   (e)상기 도전층의 일부와 상기 제2 패드부상에 식각 마스크층을 형성하는 단계 및 상기 제2 레지스트를 제거하는 단계;

   (f)상기 도전층의 부분 중 상기 식각 마스크층이 배치되지 않은 부분과 상기 리드 라인부를 식각 용액으로 식각하여 제거하는 단계;

   (g)상기 식각 마스크층을 제거하는 단계; 및

   (h)상기 제2 패드부상에 OSP 표면 처리 하는 단계를 포함하는 회로 기판 제조 방법.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 식각 마스크층은 주석(Sn), 주석-납(Sn-Pb)합금, 주석-구리(Sn-Cu) 및 은(Ag)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 회로 기판 제조 방법.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 (e)단계에서 상기 식각 마스크층은 상기 제2 패드부와 상기 도전층의 영역 중 상기 제1 패드부에 대응되는 영역을 덮도록 형성되고,

   상기 (f)단계에서 상기 식각 마스크층에 의하여 노출된 상기 도전층의 영역과 상기 리드 라인부를 식각하는 회로 기판 제조 방법.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 식각 용액은 알칼리 용액을 포함하는 회로 기판 제조 방법.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 도전층은 전해 도금법으로 형성하는 단계를 포함하는 회로 기판 제조 방법.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 식각 마스크층은 도금법으로 형성하는 단계를 포함하는 회로 기판 제조 방법.
7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 하나의 항의 제조 방법을 통하여 제조된 회로 기판.

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