KR20120040903A - 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 대한 것으로, 이 기판은 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴 및 패드, 그리고 상기 회로 패턴 또는 상기 패드 위에 형성되어 있으며, 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈합금층을 포함한다. 따라서, 구리를 포함하는 기저 패드 위에 저경도의 니켈 도금층을 형성하여 와이어 본딩성이 향상되고, 솔더 접착성이 확보된다.

Description

인쇄회로기판 및 그의 제조 방법{The printed circuit board and the method for manufacturing the same}

본 발명은 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

회로 기판은 전기 절연성 기판에 회로 패턴을 포함하는 것으로서, 전자 부품 등을 탑재하기 위한 기판이다.

도 1은 종래의 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.

도 1을 참고하면, 인쇄회로기판(10)의 절연층(1) 상에 회로패턴(2)과 연결되어 패드(3)가 형성된다. 상기 패드(3)는 그에 실장되거나 연결되는 부품의 종류에 따라 다양한 형상으로 될 수 있다.

이러한 패드(3)는 솔더볼이 장착되어 소자와 접착될 수 있으며, 와이어 본딩할 수도 있다.

상기 패드(3)는 일반적으로 절연층(1) 위에 형성되어 있는 동박층을 패터닝하여 회로패턴(2)과 동시에 형성된다. 따라서, 구리로 형성되어 있는 패드(3)는 시간이 경과함에 따라 산화되고 부식되어 솔더링 및 와이어 본딩이 원활하게 이루어지지 않는다.

실시예는 새로운 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.

실시예는 와이어 본딩성이 향상된 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.

실시예는 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴 및 패드, 그리고 상기 회로 패턴 또는 상기 패드 위에 형성되어 있으며, 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈합금층을 포함한다.

한편, 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은 회로 패턴 및 패드가 형성되어 있는 절연 기판을 준비하는 단계, 그리고 상기 회로 패턴 또는 상기 패드 위에 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈합금층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 구리를 포함하는 기저 패드 위에 저경도의 니켈 도금층을 형성하여 와이어 본딩성이 향상되고, 솔더 접착성이 확보된다.

또한, 팔라듐 도금층을 박막으로 도금함으로써 종래의 금도금을 수행하던 것을 팔라듐 도금층으로 대체함으로써 저렴한 팔라듐을 사용하여 비용을 줄일 수 있다.

또한, 저경도 니켈층을 형성함으로써 표면 그레인이 조밀하게 형성되어 신뢰성이 확보된다.

도 1은 종래의 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3 내지 도 10은 도 2의 인쇄회로기판을 제조하기 위한 방법을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 12 내지 도 17은 도 11의 인쇄회로기판을 제조하기 위한 방법을 나타내는 단면도이다.
도 18은 종래의 표면처리한 패드의 상면 및 단면을 나타내는 사진이다.
도 19는 본 발명에 따라 제조된 패드의 상면 및 단면을 나타내는 사진이다.
도 20은 본 발명의 니켈의 경도에 따른 와이어 본딩성을 나타내는 그래프이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 발명은 절연 기판의 회로 패턴에 대하여 구리 기저층 위에 저경도의 니켈합금층을 포함하는 표면처리를 수행함으로써 와이어 본딩성이 확보된 회로 기판을 제공한다.

이하에서는 도 2 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판을 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)은 절연 플레이트(110), 상기 절연 플레이트(110) 위에 형성되는 회로 패턴(125)과 연결되어 있는 기저패드(120) 및 상기 회로 패턴을 덮는 솔더 레지스트(160)를 포함한다.

상기 절연 플레이트(110)는 단일 회로 패턴이 형성되는 인쇄회로기판의 지지기판일 수 있으나, 복수의 적층 구조를 가지는 인쇄회로기판 중 한 회로 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있는 절연층 영역을 의미할 수도 있다.

상기 절연 플레이트(110)가 복수의 적층 구조 중 한 절연층을 의미하는 경우, 상기 절연 플레이트(110)의 상부 또는 하부에 복수의 회로 패턴(도시하지 않음)이 연속적으로 형성될 수 있다.

상기 절연 플레이트(110)는 열경화성 또는 열가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 유-무기 복합 소재 기판, 또는 글라스 섬유 함침 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있다.

상기 절연 플레이트(110) 위에 복수의 회로 패턴(125)과 연결되어 있는 복수의 기저패드(120)가 형성되어 있다. 상기 기저패드(120)는 인쇄회로기판(100) 위에 실장되는 소자를 장착하는 범프로서 솔더(도시하지 않음)가 부착되거나 와이어 본딩되는 기저패드(120)를 의미한다.

상기 회로 패턴(125) 및 기저패드(120)는 전도성 물질로 형성되며, 절연 플레이트(110) 상에 형성되는 동박층을 동시에 패터닝하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 회로 패턴(125) 및 기저패드(120)는 구리를 포함하는 합금으로 형성되며 표면에 조도가 형성될 수 있다.

상기 회로 패턴(125) 및 기저패드(120)의 상면 및 측면에 제1 금속층(130)이 형성되어 있다.

제1 금속층(130)은 니켈(Ni)을 포함하는 니켈 합금층으로서, 표면에 조도가 형성되어 있다.

제1 금속층(130)은 니켈만으로 형성되거나, 니켈을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트)과의 합금으로 형성될 수 있으며, 1 내지 10μm의 두께를 가진다.

이때, 제1 금속층(130)은 저경도의 니켈 합금층으로서, 약 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈 합금층일 수 있고, 바람직하게는 450 내지 500HV를 충족할 수 있다.

제1 금속층(130)의 상면 및 측면을 감싸며 제2 금속층(140)이 형성되어 있다.

제2 금속층(140)은 팔라듐, 은, 금, 구리 중 하나의 금속을 포함하는 합금층으로서, 표면에 조도가 형성될 수 있다.

제2 금속층(140)은 두께가 0.01 내지 1μm을 충족하며, 바람직하게는 0.03 내지 0.3μm일 수 있다.

상기 제2 금속층(140)은 바람직하게는 팔라듐을 포함하는 합금층일 수 있으며, 팔라듐과 P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트)과의 합금으로 형성될 수 있다.

상기 제2 금속층(140)의 상면으로 제3 금속층(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있으며, 이는 한 층으로 한정하지 않는다.

상기 회로 패턴(125), 상기 회로 패턴(125) 위의 제1 금속층(130) 및 제2 금속층(140)의 적층 구조가 하나의 금속회로패턴을 구성하며, 기저패드(120), 상기 기저패드(120) 위에 제1 금속층(130) 및 제2 금속층(120)의 적층 구조가 하나의 패드를 형성한다.

상기 절연 플레이트(110) 위에 회로 패턴(125)을 덮으며 솔더 레지스트(160)가 형성되어 있다.

솔더 레지스트(160)는 절연 플레이트(110)의 표면을 보호하기 위한 것으로 절연 플레이트(110)의 전면에 형성되며, 노출되어야 하는 기저패드(120) 적층 구조의 상면, 즉, 제2 금속층(140)을 개방하는 개구부(165)를 가진다.

상기 노출되어 있는 기저패드(120)의 제2 금속층(140) 위에 와이어(150)가 본딩된다.

상기 와이어(150)는 구리, 금, 은 또는 팔라듐 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 금합금으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 구리를 포함하는 기저패드(120) 위에 저경도 니켈합금층을 형성하여 저가의 표면처리를 수행하면서도 와이어 본딩성이 확보될 수 있으며, 표면이 균일하게 형성되어 신뢰성이 향상된다.

이때, 제2 금속층(140)을 팔라듐을 합금으로 사용하는 경우, 강도, 경도 및 연성 특성이 우수한 패드를 형성할 수 있으며, 합금 형성으로 순수한 팔라듐보다 더 밝고, 작은 그레인 크기를 갖도록 도금할 수 있다. 또한, 합금을 형성할 때, 수소과전압을 증가시켜 도금층 내의 수소 함유량을 감소시킴으로써 우수한 부식 저항성을 가지며, 다른 원소의 확산 방지 역할을 하므로 신뢰성이 높아진다.

또한, 팔라듐 도금층을 형성하는 경우, 확산 방지 역할을 함으로써 하부의 동박층, 니켈합금층의 산화를 방지하여 솔더 및 와이어(150)와의 결합력이 향상될 수 있다.

이러한 인쇄회로기판(100)에 대하여 기저패드(120)와 상기 제1 및 제2 금속층(130,140) 사이에 접착층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 10을 참고하여 도 2의 인쇄회로기판(100)을 제조하는 방법을 설명한다.

도 3 내지 도 10은 도 2의 인쇄회로기판을 제조하기 위한 제1 방법을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 3과 같이 절연 플레이트(110) 위에 도전층(126)을 적층하며, 절연 플레이트(110)가 절연층인 경우, 절연층과 도전층(126)의 적층 구조는 통상적인 CCL(copper clad laminate)일 수 있다.

절연 플레이트(110)와 도전층(126)의 적층 구조에서 상기 도전층(126)을 식각하여 도 4의 기저패드(120) 및 회로 패턴(125)을 형성한다.

다음으로, 패터닝된 기저패드(120)와 회로 패턴(125)을 씨드층으로 전해 도금을 수행하여 도 5의 제1 금속층(130)을 형성한다.

제1 금속층(130)은 니켈만으로 형성되거나, 니켈을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트)과의 합금으로 형성될 수 있으며, 전압을 조절하여 1 내지 10μm의 두께를 갖도록 형성한다.

이때, 니켈을 포함하는 합금은 저경도 니켈을 사용하며, 약 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈 합금층일 수 있고, 바람직하게는 450 내지 500HV를 충족할 수 있다.

상기 회로 패턴(125) 및 기저패드(120)에 도금을 원활히 수행하도록 조도를 부여할 수 있으며, 조도 부여는 상기 회로 패턴(125) 및 기저패드(120)을 씨드층으로 구리를 러프하게 도금함으로써 수행할 수 있다.

회로 패턴(125) 및 기저패드(120)를 씨드층으로 전해도금함으로써 회로 패턴(125) 및 기저패드(120)의 상면 및 측면까지 제1 금속층(130)이 도금된다.

다음으로, 도 6과 같이, 제1 금속층(130)을 씨드층으로 전해도금을 수행하여 제2 금속층(140)을 형성한다.

이때, 제2 금속층(140)은 바람직하게는 팔라듐(Pd)을 포함하는 합금층으로서, 구체적으로 팔라듐을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트) 등을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 Pd-Co의 합금층을 형성할 수 있다.

상기 제2 금속층(140)은 전압을 조절하여 얇은 두께를 가지며, 0.01 내지 1μm을 충족하며, 바람직하게는 0.03 내지 0.3μm일 수 있고, 표면에 조도를 갖도록 형성할 수 있다.

제2 금속층(140)을 제1 금속층(130)을 씨드층으로 형성함으로써 제1 금속층(130)의 상면 및 측면까지 형성된다.

다음으로, 도 2와 같이 회로 패턴(125)을 매립하면서 상기 패드 구조를 개방하는 개구부(165)를 갖도록 솔더 레지스트(160)를 도포함으로써 도 2의 인쇄회로기판(100)이 형성된다.

한편, 도 2의 인쇄회로기판(100)은 무전해도금을 통하여도 제조할 수 있다.

도 8 내지 도 10은 도 2의 인쇄회로기판을 제조하기 위한 제2 방법을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 4와 같이 절연 플레이트(110) 위에 패터닝된 회로 패턴(125) 및 기저패드(120)를 형성한 뒤, 무전해 도금을 수행하여 도 8과 같이, 절연 플레이트(110) 전면에 제1 도금층(135)을 형성한다.

이때, 절연 플레이트(110)의 스미어를 제거하기 위한 디스미어 공정을 수행함으로써 절연 플레이트(110)의 표면에 조도가 부여될 수 있다.

무전해 도금을 수행하여 형성되는 제1 금속층(130)은 니켈만으로 형성되거나, 니켈을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트)과의 합금으로 형성될 수 있으며, 1 내지 10μm의 두께를 갖도록 형성한다. 이때, 저경도 니켈을 사용하며, 약 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈 합금층을 형성한다.

다음으로, 도 9와 같이 무전해도금을 수행하여 제1 도금층(135) 위에 제2 도금층(145)을 형성한다.

제2 도금층(145)은 팔라듐(Pd)을 포함하는 합금층으로서, 구체적으로 팔라듐을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트) 등을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 Pd-Co의 합금층을 형성할 수 있다.

상기 제2 도금층(145)은 제1 도금층(135)보다 얇은 두께를 가지며, 0.03 내지 0.3μm의 얇은 두께를 가지는 박막으로 형성될 수 있다.

마지막으로 도 10과 같이 제1 및 제2 도금층(135, 145)을 회로 패턴(125) 및 기저패드(120)를 덮는 영역만 남도록 식각함으로써 회로 패턴(125) 및 기저패드(120) 위에 제1 도금층(135)을 식각한 제1 금속층(130), 제2 도금층(140)을 식각한 제2 금속층(140)이 형성된다.

이때, 무전해도금으로 형성되는 인쇄회로기판(100)의 경우, 제1 금속층(130)은 기저패드(120) 및 회로 패턴(125)의 측면까지 둘러싸도록 형성될 수 있으나, 제2 금속층(140)은 제1 금속층(130)의 상면에만 형성됨으로써 도 2의 인쇄회로기판(100)과의 구성이 일부 상이하다.

이하에서는 도 11 내지 도 17을 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판을 설명한다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 11을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판(200)은 절연 플레이트(210), 상기 절연 플레이트(210) 위에 형성되는 회로 패턴(225)과 연결되어 있는 기저패드(220) 및 상기 회로 패턴을 덮는 솔더 레지스트(260)를 포함한다.

상기 절연 플레이트(210)는 열경화성 또는 열가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 유-무기 복합 소재 기판, 또는 글라스 섬유 함침 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있다.

상기 절연 플레이트(210) 위에 복수의 회로 패턴(225)과 연결되어 있는 복수의 기저패드(220)가 형성되어 있다. 상기 기저패드(220)는 인쇄회로기판(200) 위에 실장되는 소자를 장착하는 범프로서 솔더(도시하지 않음)가 부착되거나, 와이어 본딩되는 기저패드(220)를 의미한다.

상기 회로 패턴(225) 및 기저패드(220)는 전도성 물질로 형성되며, 절연 플레이트(110) 상에 형성되는 동박층을 동시에 패터닝하여 형성될 수 있으며, 구리를 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

상기 회로 패턴(225) 및 기저패드(220)의 상면 및 측면에 제1 금속층(230)이 형성되어 있다.

제1 금속층(230)은 니켈만으로 형성되거나, 니켈을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트)과의 합금으로 형성될 수 있으며, 1 내지 10μm의 두께를 갖도록 형성한다. 이때, 니켈은 저경도 니켈을 사용하며, 약 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈 합금층일 수 있고, 바람직하게는 450 내지 500HV의 경도를 가질 수 있다.

상기 절연 플레이트(210) 위에 회로 패턴(225)을 덮으며 솔더 레지스트(260)가 형성되어 있다.

솔더 레지스트(260)는 절연 플레이트(210)의 표면을 보호하기 위한 것으로 절연 플레이트(210)의 전면에 형성되며, 노출되어야 하는 기저패드(220) 적층 구조의 상면, 제1 금속층(230)을 개방하는 개구부(265)를 가진다.

노출되어 있는 기저패드(220)의 제1 금속층(230) 위에 제2 금속층(240)이 형성되어 있다.

제2 금속층(240)은 팔라듐, 은, 금 또는 구리 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 합금층으로서, 바람직하게는 팔라듐(Pd)을 포함하는 합금층일 수 있다.

구체적으로 제2 금속층(240)은 팔라듐을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트) 등을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 Pd-Co의 합금층을 형성할 수 있다.

상기 제2 금속층(240)은 제1 금속층(230)보다 얇은 두께를 가지며, 0.03 내지 0.3μm의 얇은 두께를 가지는 박막으로 형성될 수 있다.

이때, 제2 금속층(240)은 솔더 레지스트(260)의 개구부(265)의 측면을 감싸며 형성될 수 있다.

이와 같이, 도 11의 인쇄회로기판(200)은 도 2의 인쇄회로기판(100)과 달리, 제2 금속층(240)이 패드 구조에만 형성되어 솔더 레지스트(260)의 개구부(265) 측면까지 확장되어 형성되는 구조를 가진다.

또한, 이와 달리 제1 및 제2 금속층(230, 240)이 기저패드(220)에만 형성되어 제1 및 제2 금속층(230, 240)이 개구부(265)의 측면까지 확장되어 형성될 수도 있다.

노출되어 있는 기저패드(220)의 제2 금속층(240) 위에 도 2와 같이 와이어 본딩을 수행하여 소자와 부착할 수 있다.

이와 같이, 구리를 포함하는 기저패드(220) 위에 저경도 니켈합금층을 도금하여 전기적 특성이 우수하면서 와이어 본딩성이 향상된 패드를 형성할 수 있으며, 표면에 팔라듐합금을 도금하여 금속의 변색을 개선하고, 내열성을 강화시킬 수 있다.

도 12 내지 도 17은 도 11의 인쇄회로기판을 제조하기 위한 방법을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 12와 같이 절연 플레이트(210) 위에 도전층을 적층하며, 절연 플레이트(210)가 절연층인 경우, 절연층과 도전층의 적층 구조는 통상적인 CCL(copper clad laminate)일 수 있다.

절연 플레이트(210)와 도전층의 적층 구조에서 상기 도전층을 식각하여 도 13의 기저패드(220) 및 회로 패턴(225)을 형성한다.

다음으로, 도 13과 같이 패터닝된 기저패드(220)와 회로 패턴(225) 위에 무전해 도금을 수행하여 제1 도금층(235)를 형성한다.

이때, 제1 도금층(235)은 니켈을 포함하는 저경도의 니켈합금층으로서, 1 내지 10μm의 두께를 갖도록 형성한다.

이때, 절연 플레이트(210), 회로 패턴(225) 및 기저패드(220)에 도금을 원활히 수행하도록 조도를 부여할 수 있다.

다음으로, 도 14와 같이 제1 도금층(235)을 식각하여 제1 금속층(230)을 형성한다.

이때, 제1 금속층(230)은 회로 패턴(225) 및 기저패드(220)의 측면을 감싸도록 회로 패턴(225) 및 기저패드(220)의 폭보다 큰 폭을 가지며 식각될 수 있다.

다음으로, 도 15와 같이, 회로 패턴(225)을 매립하면서 상기 기저패드(220)위의 제1 금속층(230)을 개방하는 개구부(265)를 갖도록 솔더 레지스트(260)를 도포한다.

다음으로, 도 16과 같이 솔더 레지스트(260) 위에 마스크(270)를 형성한다.

상기 마스크(270)는 상기 솔더 레지스트(260)의 개구부(265)를 개방하는 윈도우(275)를 포함하며, 포토 레지스트 또는 드라이 필름으로 형성할 수 있다.

이때, 상기 윈도우(275)의 폭은 상기 솔더 레지스트(260)의 개구부(265)의 폭보다 더 클 수 있다.

다음으로 도 18과 같이 윈도우(275)로 노출되어 있는 제1 금속층(230) 위에 도금을 수행하여 제2 금속층(240)을 형성한다.

이때, 제2 금속층(240)을 형성하기 전에 상기 솔더 레지스트(260)의 개구부(265)의 측면 및 상면의 일부에 조도를 부여하도록 디스미어 공정을 수행할 수 있다.

제2 금속층(240)은 팔라듐(Pd)을 포함하는 합금층으로서, 구체적으로 팔라듐을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트) 등을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 Pd-Co의 합금층을 형성할 수 있다.

상기 제2 금속층(240)은 비전해도금 또는 전해 도금을 진행하여 0.01 내지 1μm, 바람직하게는 0.03 내지 0.3 μm의 얇은 두께를 가지는 박막으로 형성한다.

마지막으로 마스크(270)를 제거함으로써 도 11의 인쇄회로기판(200)을 완성할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따라 형성되어 있는 인쇄회로기판은 패드가 구리층-저경도 니켈합금도금층-팔라듐합금도금층의 적층 구조를 가짐으로써 뒤에 형성되는 와이어 본딩에 향상된 접착성을 가진다.

한편, 도 18 내지 도 20을 참고하여 본 발명의 효과를 설명한다.

도 18은 종래의 표면처리한 패드의 상면 및 단면을 나타내는 사진이고, 도 19는 본 발명에 따라 제조된 패드의 상면 및 단면을 나타내는 사진이며, 도 20은 본 발명의 니켈의 경도에 따른 와이어 본딩성을 나타내는 그래프이다.

도 18의 경우, 구리기저층/고경도니켈합금층/팔라듐합금층의 적층 구조로 형성된 패드 구조를 촬영한 것으로서, 니켈합금층의 경도는 약 700HV정도를 충족한다.

도 19의 경우, 본 발명과 같이 구리기저층/저경도니켈합금층/팔라듐합금층의 적층구조를 가지며, 니켈합금층의 경도는 약 450HV를 충족한다.

도 19C의 저경도의 니켈합금층을 포함하는 본원 발명의 단면 사진을 검토하면, 도 18C와 같이 내부에 보이드(void)가 형성되지 않고, 고르게 도금되어 있음을 볼 수 있다. 또한, 도 19A, 도 19B를 참고하면, 도 18A 및 도 18B보다 처리된 표면의 그레인 사이즈가 더욱 작고 조밀하게 형성되어 있음을 확인할 수 있다.

양 구조에 대하여 솔더 접착성을 측정하였다.

일반적으로 계측기 Dage-4000으로 와이어 본딩성은 와이어 풀(wire pull)의 힘이 약 3 내지 4g 이상일 것이 요구되고, 솔더 접착성은 볼 풀(ball pull)의 힘이 약 230g 이상일 것이 요구된다.

상기 계측기를 이용하여 측정된 도 18의 패드 구조와 도 19의 패드 구조는 다음과 같은 결과를 얻었다.

	도 18의 패드 구조 (니켈경도 700HV)	도 19의 패드 구조 (니켈경도 450HV)
Ball pull(g)	418	505

표 1과 같이 니켈 경도를 조절하여도 솔더 접착성은 일반적으로 요구되는 230g 이상의 수치를 충족한다.

이어서, 각 경도에 따른 와이어 풀의 힘을 측정하였다.

도 20을 참고하면, 와이어 풀의 힘이 니켈합금층의 경도가 550HV 이상의 경우, 일반적으로 요구되는 3 내지 4g 이상의 와이어 본딩성을 충족하고 있으며, 450 내지 500HV 사이에서 가장 높은 와이어 본딩성을 나타냄을 볼 수 있다.

따라서, 저경도의 니켈합금층을 사용하는 경우, 솔더 접착성은 종래와 동일 수준을 확보하면서 와이어 본딩성은 향상됨으로써 은도금층 없이 와이어 본딩을 수행할 수 있다.

한편, 도금 두께와 관련하여 와이어 본딩성 및 솔더 접착성을 측정하였다.

도금층 두께(μm)		실험결과
Ni층 (450HV)	Pd층	와이어본딩성(g)	솔더 접착성(g)
2	0.06	505	441
2	0.13	6.8	354
4	0.06	5.3	579
4	0.13	6.2	431
6	0.06	5.1	505
6	0.13	6.4	312

표 2와 같이, 니켈합금층의 두께가 1 내지 10μm 사이이며, 팔라듐합금층의 두께가 0.03 내지 0.3μm 사이를 충족할 때, 저경도 니켈합금층의 경우, 와이어본딩성 및 솔더 접착성이 원하는 정도를 충족함을 볼 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

인쇄회로기판 100, 200
절연 플레이트 110, 210
회로 패턴 125, 225
패드 120, 220

Claims (16)

1. 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴 및 패드, 그리고
   상기 회로 패턴 또는 상기 패드 위에 형성되어 있으며, 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈합금층
   을 포함하는 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판은 상기 니켈합금층 위에 적어도 하나의 금속층을 포함하는 인쇄회로기판.
3. 제1항에 있어서,
   상기 니켈합금층의 두께는 1 내지 10μm를 충족하는 인쇄회로기판.
4. 제1항에 있어서,
   상기 니켈합금층의 경도는 450 내지 500HV를 충족하는 인쇄회로기판.
5. 제2항에 있어서,
   상기 금속층은 팔라듐, 은, 금 또는 구리 중 적어도 하나를 포함하는 합금층인 인쇄회로기판.
6. 제2항에 있어서,
   상기 금속층은 팔라듐을 포함하며,
   상기 팔라듐과 인, 붕소, 텅스텐 또는 코발트 중 적어도 하나를 포함하는 합금인 인쇄회로기판.
7. 제2항에 있어서,
   상기 금속층은 0.03 내지 0.3μm의 두께를 가지는 인쇄회로기판.
8. 회로 패턴 및 패드가 형성되어 있는 절연 기판을 준비하는 단계, 그리고
   상기 회로 패턴 또는 상기 패드 위에 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈합금층을 형성하는 단계
   를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 니켈합금층을 형성하는 단계는,
   상기 회로 패턴 또는 상기 패드 위에 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈합금을 도금하여 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 니켈합금층을 형성하는 단계는,
    상기 회로 패턴 또는 패드의 표면에 조도를 부여하는 단계, 그리고
    상기 회로 패턴 또는 패드를 씨드층으로 550HV 이하의 경도를 가지는 니켈합금을 전해도금하여 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 니켈합금층 위에 팔라듐, 은, 금 또는 구리 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 도금층을 더 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 금속층을 형성하는 단계는,
    상기 니켈합금층 표면에 조도를 부여하는 단계, 그리고
    상기 니켈합금층을 씨드층으로 팔라듐을 포함하는 합금을 전해도금하여 상기 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 니켈합금층은 1 내지 10 μm, 상기 금속층은 0.03 내지 0.3μm을 충족하는 두께를 갖도록 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
14. 제9항에 있어서,
    상기 금속층은 팔라듐을 포함하며, 인, 붕소, 텅스텐 또는 코발트 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
15. 제8항에 있어서,
    상기 니켈합금층은 450 내지 500HV의 경도를 가지는 니켈 합금으로 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
16. 제8항에 있어서,
    상기 패드 위의 상기 니켈합금층 위에 구리, 은 또는 금을 포함하는 합금으로 형성되는 와이어를 본딩하는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
    

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