KR20130120100A - 메모리카드, 메모리 카드용 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

메모리카드, 메모리 카드용 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법 Download PDF

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임설희
조윤경
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 메모리 카드용 인쇄회로기판은 메모리 카드용 인쇄회로기판에 있어서, 절연층; 상기 절연층의 제 1 면에 형성되고, 메모리 소자와 전기적으로 연결되는 실장부; 상기 절연층의 제 2 면에 형성되며, 외부의 전자기기와 전기적으로 연결되는 단자부; 상기 실장부의 표면에 형성된 제 1 금속층; 및 상기 단자부의 표면에 형성되며, 상기 제 1 금속층과 동일한 금속 물질로 형성된 제 2 금속층을 포함하며, 상기 제 1 금속층이 가지는 표면 거칠기와, 상기 제 2 금속층이 가지는 표면 거칠기는 서로 다르다.

Description

메모리카드, 메모리 카드용 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법{MEMORY CARD, PCB FOR THE MEMORY CARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 메모리 카드, 메모리 카드용 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
메모리 카드는 컴퓨터, PDA, 디지털 카메라, 캠코더 등 다양한 전자 기기에 저장장치로 사용된다.
도 1은 종래의 메모리 카드의 일면을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 메모리 카드(10)는 메모리 카드용 인쇄회로기판 위에 메모리 소자를 포함하는 반도체 소자가 실장되고, 상기 실장된 반도체 소자는 수지 몰딩부에 의해 차폐된다. 그리고, 상기 메모리 카드의 일면에는 단자부(11)가 형성되어 상기 메모리 카드(10)가 사용되는 전자기기와 전기적으로 연결되는 커넥터 기능을 제공한다.
한편, 상기 단자부(11)는 외부의 전자기기와 전기적으로 연결되는 커넥터 기능을 하는 것으로, 상기 단자부(11)에 긁힘이나 찍힘 등의 불량이 발생하는 경우 메모리 카드(10)의 수율에 큰 영향을 미치게 된다.
도 2a 내지 2h는 종래의 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법을 공정 순으로 도시한 단면도이다.
도 2a 참조하면, 종래 기술에 따른 메모리 카드용 인쇄회로기판은 절연층(30)을 중심으로, 절연층(30)의 하면에는 단자부(31)가 형성되고, 상기 절연층(30)의 상면에는 실장부(32)가 형성된다. 비록 도시하지는 않았지만, 상기 단자부(31)와 실장부(32)는 도전 물질이 매립된 비아홀을 통해 상호 전기적으로 연결되어 회로를 구성할 수도 있다.
이때, 상기 단자부(31)는 상기 절연층(30) 상면에 형성된 실장부(32)와 외부의 전자기기가 전기적으로 연결되도록 하는 커넥터 기능을 제공하고, 상기 실장부(32)는 회로를 구성하거나, 저항 및 커패시터 등을 실장하거나 메모리 소자와 전기적인 연결을 위한 메탈 패드의 기능을 제공한다.
그리고, 상기 절연층(30)의 상측 및 하측에 상기 단자부(31)와 실장부(32)의 일부분이 노출되도록 포토 솔더 레지스트(33)(PSR)이 형성된다.
도 2b을 참조하면, 상기 절연층(30)의 상측 및 하측에 각각 제1 감광성 드라이 필름(34)을 형성하고 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 메탈 패드의 기능을 제공하는 실장부(32)가 노출되도록 한다.
도 2c를 참조하면, 상기 메탈 패드의 기능을 제공하는 실장부(32) 상에 소프트 골드층(35)을 도금하여 형성한다. 상기 소프트 골드층(35)은 골드 와이어 본딩이 가능하고 남땜성이 양호한 장점을 갖는다.
그리고, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 감광성 드라이필름(34)을 제거한다.
도 2e를 참조하면, 상기 절연층(30)의 상측 및 하측에 각각 제2 감광성 드라이필름(36)을 형성하고 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 커넥터 기능을 제공하는 단자부(31)가 노출되도록 한다.
도 2f을 참조하면, 상기 커넥터 기능을 제공하는 단자부(31) 상에 하드 골드층(37)을 도금하여 형성한다.
상기 하드 골드층(37)은 표면 강도가 높고 부식이 강하기 때문에, 메모리 카드의 커넥터와 같이 다른 전자기기와 자주 탈착되는 부분에 도금된다.
도 2g을 참조하면, 상기 제 2 감광성 드라이 필름(36)을 제거한다. 상기 제 2 감광성 드라이 필름(36)을 제거하기 이전에 상기 하드 골드층(37)이 손상되는 것을 방지하기 위해 보호층(도시하지 않음)을 추가적으로 형성할 수도 있다.
상기와 같은 공정을 수행하면, 메모리 카드용 인쇄회로기판이 제조될 수 있으며, 상기 인쇄회로기판이 제조되면, 메모리 반도체 칩 및 메모리 컨트롤러가 부착되어 메모리 카드로 제작될 수 있다.
즉, 도 2h에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(30) 상측의 포토 솔더 레지스트(33) 상에 메모리 소자(40)를 실장하고, 상기 메모리 소자(40)를 상기 소프트 골드층(35)과 와이어(39)를 통해 전기적으로 연결한다. 예를 들어 상기 메모리(40)는 메모리 칩 및 메모리 컨트롤로가 될 수도 있다.
그리고, 상기 메모리 소자(40), 소프트 골드층(35)을 포함하는 상기 절연층(30)의 상측에 몰딩 부재(41)를 형성한다. 상기 몰딩 부재(41)는 EMC(Epoxy Molding Compound)라 불리는 에폭시 몰딩으로 형성되어 상기 메모리 소자(40)를 포함하는 회로 구성 부품들을 외부 충격이나 외부 환경으로부터 보호한다.
그러나, 상기 설명한 바와 같은 종래 기술에 따른 메모리 기판용 인쇄회로기판의 제조 공정에 따르면, 추가적인 단자부(31)와 실장부(32)에 요구되는 특성이 각각 달라, 상기 단자부(31)와 실장부(32)에 서로 다른 금 도금 단계를 수행해야 하며, 이에 따라 별도의 노광 및 현상, 그리고 드라이 필름의 박리 단계와 같은 다수의 공정이 포함되어야 하므로, 경제성 및 생산성에 악영향을 주고 있는 실정이다.
본 실시 예에서는, 새로운 구조의 메모리 기판용 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법을 제공하도록 한다.
또한, 본 실시 예에서는, 새로운 구조의 메모리 기판을 제공하도록 한다.
또한, 본 실시 예에서는 메모리 기판용 인쇄회로기판의 실장부 및 단자부에 각각 요구되는 물성을 동시에 부여할 수 있는 신규 표면 처리 방법 및 이를 통해 제조된 메모리 기판용 인쇄회로기판을 제공하도록 한다.
또한, 본 실시 예에서는 금속층이 가지는 표면 거칠기에 따른 특성 변화를 이용하여 상기 실장부 및 단자부에 각각 요구되는 물성을 동시에 부여할 수 있는 신규 표면 처리 방법 및 이를 통해 제조된 메모리 기판용 인쇄회로기판을 제공하도록 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 메모리 카드용 인쇄회로기판은 메모리 카드용 인쇄회로기판에 있어서, 절연층; 상기 절연층의 제 1 면에 형성되고, 메모리 소자와 전기적으로 연결되는 실장부; 상기 절연층의 제 2 면에 형성되며, 외부의 전자기기와 전기적으로 연결되는 단자부; 상기 실장부의 표면에 형성된 제 1 금속층; 및 상기 단자부의 표면에 형성되며, 상기 제 1 금속층과 동일한 금속 물질로 형성된 제 2 금속층을 포함하며, 상기 제 1 금속층이 가지는 표면 거칠기와, 상기 제 2 금속층이 가지는 표면 거칠기는 서로 다르다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 기판은 절연층을 포함하는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 제 1면의 일정 영역에 실장되는 메모리 소자와, 상기 메모리 소자와 전기적으로 연결되는 제 1 패턴을 포함하고, 상기 인쇄회로기판의 제 2면에 형성되어 외부의 전자기기와 전기적으로 연결되는 제 2 패턴을 포함하는 인쇄회로기판을 포함하는 메모리 카드에 있어서, 상기 제 1 패턴 및 2 패턴의 표면에는, 동일한 금속 물질로 형성된 금속층이 형성되어 있으며, 상기 제 1 패턴에 형성된 금속층이 가지는 표면 거칠기와, 상기 제 2 패턴에 형성된 금속층이 가지는 표면 거칠기는 서로 다르다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법은 절연층을 준비하는 단계; 상기 절연층의 상면에 제 1 패턴을 형성하고, 상기 절연층의 하면에 제 2 패턴을 형성하는 단계; 상기 절연층의 상면 및 하면에 상기 제 1 및 2 패턴의 표면을 노출하는 포토 솔더 레지스트를 선택적으로 형성하는 단계; 및 상기 노출된 제 1 및 2 패턴의 표면에 동일한 금속 물질로 금속층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 금속층을 형성하는 단계는, 상기 제 1 및 2 패턴의 표면에 동일한 금속 물질을 이용하여 표면 거칠기가 서로 다른 금속층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 실시 예에 따르면, 솔더링성, 와이어 본딩성 및 내마모성을 모두 만족시킬 수 있는 표면 처리 공법을 제공할 수 있다.
이에 따라, 금 도금층의 두께를 줄이면서 경도 및 와이어 본딩성을 동시에 만족시키는 표면 처리 공법을 제공할 수 있으며, 금 도금층의 두께를 줄일 경우, 표면 처리에 들어가는 금 두께가 감소하면서도 경도 및 와이어 본딩성을 동시에 만족시키는 도금층을 확보할 수 있어 일반 인쇄회로기판 제품뿐만 아니라, 다양한 기판에 적용이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 나타난 표면 처리 공법을 메모리 카드 분야에 적용할 경우, 표면 거칠기 조정을 통해 단자부와 실장부의 도금 공정을 각각 별도로 행하지 않고 한번에 진행할 수 있어, 공정 비용을 절감할 수 있고, 금 두께 감소에 따라 재료비를 절감할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 메모리 카드를 도시한 도면이다.
도 2a 내지 2h는 종래 기술에 따른 메모리 카드 및 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법을 공정 순으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메모리 카드 및 메모리 카드용 인쇄회로기판을 도시한 도면이다.
도 4 내지 15는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 카드 및 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법을 공정 순으로 설명하기 위한 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 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 경우뿐만 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 발명에서는 메모리 카드용 인쇄회로기판의 표면 처리 방법으로, 나프탈렌, 사카린, 술폰산 소다, 술폰 아미드 중 어느 하나를 포함하는 1차 광택제와, 부틴디올, 구마린 및 유딜라이트 중 적어도 하나를 포함하는 2차 광택제가 첨가된 니켈 도금액을 이용하여 형성된 니켈 금속층을 포함하는 메모리 카드용 인쇄회로기판, 메모리 카드 및 이의 제조 방법을 제공한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 카드 및 메모리 카드용 인쇄회로기판(100)은 절연층(110), 상기 절연층(110)의 상면에 형성된 실장부(120), 상기 절연층(110)의 하면에 형성된 단자부(130), 상기 절연층(110) 상에 형성된 보호층(140), 상기 실장부(120) 및 단자부(130) 위에 각각 형성된 니켈 금속층(150), 상기 니켈 금속층(150) 위에 형성된 팔라듐 금속층(160) 및 상기 팔라듐 금속층(160) 위에 형성된 금 금속층(170)을 포함한다.
절연층(110)은 단일 회로 패턴이 형성되는 인쇄회로기판의 지지 기판일 수 있으나, 복수의 적층 구조를 가지는 인쇄회로기판 중 한 회로 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있는 절연층 영역을 의미할 수도 있다.
상기 절연층(110)은 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 폴리이미드계 수지를 포함할 수도 있다.
상기 절연층(110)의 상면에는 실장부(120)가 형성되어 있고, 상기 절연층(110)의 하면에는 단자부(130)가 형성되어 있다.
이때, 도면상에는 상기 실장부(120) 및 단자부(130)가 절연층(110)의 상면 및 하면에 각각 형성된다고 도시하였지만, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 실장부(120)와 단자부(130)가 절연층(110)의 한 면에 모두 형성될 수 있을 것이다.
예를 들어, 상기 실장부(120)는 절연층(110)의 상면 및 하면 중 어느 한 영역에만 형성될 수 있고, 상기 절연층(110)의 상하면 모두에 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 단자부(130)도 상기 실장부(120)와 마찬가지로 절연층(110)의 상면 및 하면 중 어느 한 영역에 또는 두 영역에 모두 형성될 수 있을 것이다. 또한, 도면에서와 같이 상기 실장부(120)는 상기 절연층(110)의 상면에 형성되고, 상기 단자부(130)는 상기 절연층(110)의 하면에 각각 형성될 수도 있을 것이다.
상기 실장부(120) 및 단자부(130)는 전도성 물질로 형성되며, 상기 절연층(110)의 상면 및 하면에 구비된 금속 박막을 선택적으로 제거하여 형성될 수 있다.
따라서, 상기 실장부(120) 및 단자부(130)는 구리를 포함하는 합금으로 형성된다.
이때, 상기 실장부(120)는 부품 실장을 위해 형성되며, 상기 단자부(130)는 외부 전자기기와 전기적으로 연결하기 위해 형성된다.
즉, 상기 단자부(130)는 상기 절연층(110) 상면에 형성된 실장부(120)와 외부의 전자기기가 전기적으로 연결되도록 하는 커넥터 기능을 제공하고, 상기 실장부(120)는 회로를 구성하거나, 저항 및 커패시터 등을 실장하거나 메모리 소자와 전기적인 연결을 위한 메탈 패드의 기능을 제공한다.
또한, 상기 실장부(120)는 제 1 표면 거칠기를 가지며, 상기 단자부(130)는 제 2 표면 거칠기를 가진다.
이때, 상기 제 1 표면 거칠기는 상기 제 2 표면 거칠기보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 절연층(110)의 상측 및 하측에는 상기 실장부(120)와 단자부(130)의 일부분이 노출되도록 포토 솔더 레지스트(140)(PSR: Photo-imagable solder resist)가 형성된다.
상기 포토 솔더 레지스트(140)는 상기 절연층(110)의 하면 및 상기 단자부(130)의 일부에 도포되고, 상기 절연층(110)의 상면 및 회로를 구성하는 실장부(120)에 도포된다. 이때, 상기 메탈 패드의 기능을 제공하는 실장부(120)에는 상기 포토 솔더 레지스트(140)가 도포되지 않을 수 있다.
상기 실장부(120) 및 단자부(130) 위에는 동일한 금속층이 형성되어 있다.
이때, 상기 실장부(120)와 단자부(130)의 표면은 상기와 같은 기능 차이에 따라 요구되는 특성도 상이하다.
상기 실장부(120)은 상기 소자의 실장을 위해 일정 수준 이상의 와이어 본딩성을 가져야 하며, 상기 단자부(130)는 일정 수준 이상의 경도를 만족해야 한다. 즉, 상기 단자부(130)는 외부로 노출되는 부분이기 때문에 일정 수준 이상의 광택도 및 충분한 내마모성을 가져야 한다.
이에 따라, 도 2a 내지 2h에 도시된 바와 같이 종래에는 상기 실장부(120)와 단자부(130) 각각에 서로 다른 표면 처리를 적용하였다.
그러나, 본 발명에서는 상기 실장부(120)와 단자부(130)에 동일한 표면 처리를 적용하여, 상기 실장부(120)가 가져야 하는 와이어 본딩성과, 상기 단자부(130)가 가져야 하는 광택도 및 내마모성을 모두 만족할 수 있도록 한다. 이에 따라, 종래에는 복수의 도금 공정을 상기 절연층(110)을 중심으로 상면 및 하면에 각각 실시해야 했지만, 본 발명에서는 한 번에 상기 절연층(110)의 상면 및 하면에 동일한 층을 형성한다.
이를 위해, 상기 실장부(120)와 단자부(130) 위에는 니켈 금속층(150)이 형성되어 있다.
상기 니켈 금속층(150)은 니켈(Ni)을 포함하는 니켈 도금액을 이용하여 형성되며, 표면에 조도가 형성되어 있다.
니켈 금속층(150)은 니켈만으로 형성되거나, 니켈을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트)과의 합금으로 형성될 수 있으며, 2 내지 10㎛, 바람직하게는 5~8㎛의 두께를 가진다.
이때, 상기 니켈 금속층(150) 형성에 사용되는 니켈 도금액에는 적어도 하나의 광택제가 첨가될 수 있다.
또한, 상기 니켈 금속층(150)은 상기 실장부(120) 및 단자부(130)에 각각 형성되는데, 상기 실장부(120) 위에 형성된 니켈 금속층과 상기 단자부(130) 위에 형성된 니켈 금속층이 각각 가지는 표면 거칠기는 서로 상이한다.
즉, 상기 실장부(120)와 단자부(130)가 가지는 표면 거칠기의 차이와 마찬가지로, 상기 실장부(120) 위에 형성된 니켈 금속층의 표면 거칠기가 상기 단자부(130) 위에 형성된 니켈 금속층의 표면 거칠기보다 크다.
상기 니켈 금속층(150) 위에는 팔라듐 금속층(160)이 형성되어 있다.
팔라듐 금속층(160)은 팔라듐(Pd)을 포함하는 팔라듐 도금액을 이용하여 형성된다.
팔라듐 금속층(160)은 팔라듐 도금액 내에는 팔라듐만이 포함될 수 있으며, 이와 다르게 코발트(Co), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 무기물 중 적어도 하나의 금속이 더 포함될 수 있다.
이때, 상기 팔라듐 금속층(160)은 일정 수준 이상의 경도를 확보하기 위해 형성된다.
상기 팔라듐 금속층(160)은 팔라듐과 니켈의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 팔라듐 금속층(160)은 0.05 내지 0.5㎛, 바람직하게는 0.1~0.2㎛를 충족하는 두께로 형성된다.
또한, 상기 팔라듐 금속층(160)은 상기 실장부(120) 및 단자부(130)에 각각 형성되는데, 상기 실장부(120) 위에 형성된 팔라듐 금속층과 상기 단자부(130) 위에 형성된 팔라듐 금속층이 각각 가지는 표면 거칠기는 서로 상이하다.
즉, 상기 실장부(120)와 단자부(130)가 가지는 표면 거칠기의 차이와 마찬가지로, 상기 실장부(120) 위에 형성된 팔라듐 금속층의 표면 거칠기가 상기 단자부(130) 위에 형성된 팔라듐 금속층의 표면 거칠기보다 크다.
상기 팔라듐 금속층(160) 위에는 금 금속층(170)이 형성되어 있다.
금 금속층(170)은 금 도금액에 의해 형성되는데, 상기 금 도금액에는 경도 향상 및 조도 조절을 위하여 무기 결정 조정제 및 유기 첨가제가 첨가될 수 있다.
상기 금 도금액은 솔더 접합성, 와이어 본딩성과 일정 수준 이상의 경도를 만족시키기 위한 것으로, 상기 첨가되는 무기 결정 조정제 및 유기 첨가제의 농도를 조절하여 상기 금 금속층(170)에 요구되는 경도를 만족시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기와 같은 금 도금액으로 형성되는 금 금속층(170)은 0.05~0.5㎛, 바람직하게는, 0.1~0.2㎛를 충족하는 두께로 형성된다.
또한, 상기 금 금속층(170)은 상기 실장부(120) 및 단자부(130)에 각각 형성되는데, 상기 실장부(120) 위에 형성된 금 금속층과 상기 단자부(130) 위에 형성된 금 금속층이 각각 가지는 표면 거칠기는 서로 상이하다.
즉, 상기 실장부(120)와 단자부(130)가 가지는 표면 거칠기의 차이와 마찬가지로, 상기 실장부(120) 위에 형성된 금 금속층의 표면 거칠기가 상기 단자부(130) 위에 형성된 금 금속층의 표면 거칠기보다 크다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 실시 예에서는 니켈 금속층(150), 팔라듐 금속층(160) 및 금 금속층(170)을 포함하는 금속 패턴은 상기 금 금속층(170)을 형성하는 금 도금액의 성분 변화를 통해 경도 특성을 향상시켜 내마모성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 실장부(120) 위에 형성되는 금속층의 표면 거칠기를 크게 하여, 와이어 본딩성을 확보할 수 있도록 한다.
이때, 상기와 같은 금속층들을 형성하기 위한 도금액은 포토 솔더 레지스트 및 드라이 필름의 용출로 인한 도금액 및 기판의 손상을 막기 위해 산성~중성 타입을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 메모리 카드용 인쇄회로기판은 금 도금층의 두께를 줄이면서 경도 및 와이어 본딩성을 동시에 만족시키는 표면 처리 공법을 제공할 수 있다.
또한, 상기와 같은 도금층을 메모리 카드 분야에 적용할 경우, 단자부와 실장부의 도금 공정을 각각 별도로 행하지 않고, 한번에 진행할 수 있어, 인쇄회로기판의 제조 공정을 단순화시켜 공정 비용을 절감할 수 있고, 금 두께 감소에 따라 재료비를 절감할 수 있다.
이하, 도 4 내지 16을 참조하여, 도 3의 메모리 기판 및 메모리 기판용 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 절연층(110)의 상면에는 실장부(120)가 형성되고, 절연층(110)의 하면에는 단자부(130)를 형성시킨다. 또한 비록 도시하지는 않았지만, 상기 실장부(120)과 단자부(130)는 도전물질이 매립된 비아 홀(via hole)을 통해 상호 전기적으로 연결되어 회로를 구성할 수도 있다.
상기 절연층(110)은 절연 성질을 가지는 물질로 만들어지고, 상기 실장부 및 단자부(120, 130)는 상기 절연층(110)의 상면 및 하면에 구비된 금속 박막을 선택적으로 제거하여 형성될 수도 있다.
이를 위해, 절연층(110)을 준비하고, 상기 절연층(110) 위에 도전층(도시하지 않음)을 적층한다. 이때, 상기 절연층(110)과 도전층의 적층 구조는 통상적인 CCL(Copper Clad Laminate)일 수 있다. 또한, 상기 도전층은 상기 절연층(110) 위에 비전해 도금을 하여 형성할 수 있으며, 상기 도전층이 비전해 도금하여 형성되는 경우, 상기 절연층(110)의 상면에 조도를 부여하여 도금이 원활히 수행되도록 할 수 있다.
이때, 상기 절연층(110)의 하면에 형성된 단자부(130)는 상기 절연층(110) 상면에 형성된 실장부(120)와 외부의 전자기기가 전기적으로 연결되도록 하는 커넥터 기능을 제공하고, 상기 실장부(120)는 회로를 구성하거나, 저항 및 커패시터 등을 실장하거나, 메모리 소자와 전기적인 연결을 위한 메탈 패드의 기능을 제공한다.
그리고, 상기 절연층(110)의 상측 및 하측에 상기 실장부(120) 및 단자부(130)의 일부분이 노출되도록 포토 솔더 레지스트(140)(PSR: Photo-imagable solder resist)가 형성된다.
상기 포토 솔더 레지스트(140)는 상기 절연층(110)의 하면 및 단자부(130)의 일부에 도포되고, 상기 절연층(110)의 상면 및 회로를 구성하는 실장부(120)에 도포된다. 이때, 상기 메탈 패드의 기능을 제공하는 실장부(120)에는 상기 포토 솔더 레지스트(140)가 도포되지 않을 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면 상기 실장부(120)에만 추가적인 도금 공정을 수행하여, 상기 실장부(120)의 표면이 일정 수준 이상의 표면 거칠기를 가지도록 한다.
다시 말해서, 상기 실장부(120)의 표면이 가지는 표면 거칠기가 상기 단자부(130)가 가지는 표면 거칠기보다 크도록 상기 실장부(120)에 대하여 추가적인 도금 공정을 수행한다.
즉, 기판에 전극 1(도시하지 않음) 및 전극 2(도시하지 않음)를 배치하고, 이를 토대로 상기 기판에 전기가 흐르게 하여, 상기 기판에 특정 금속 물질을 도금한다.
상기 전극 1 및 전극 2를 이용하여 양면 도금을 수행하면, 상기 기판의 양면에 각각 형성되는 도금층의 성질은 동일하게 된다.
상기 전극 2를 제거한 후, 상기 전극 1만을 이용하여 상기 기판의 상면에 형성되는 도금층의 거칠기가 상기 기판의 하면에 형성된 도금층의 거칠기와 다르도록 한다.
이때, 상기에서는 양면 도금 및 단면 도금을 순차적으로 수행하여, 상기 기판의 상면에 형성되는 도금층의 거칠기가 상기 기판의 하면에 형성되는 도금층의 거칠기보다 크도록 하였다.
그러나, 이는 본 발명의 일 실시 예에 불과할 뿐, 한 번의 도금 공정을 통해 상기 기판의 상면에 형성되는 도금층과 하면에 형성되는 도금층의 표면 거칠기가 서로 다르도록 할 수 있다.
예를 들어, 상기 양면 도금 공정에서, 상기 전극 1에 인가되는 전류의 크기와, 상기 전극 2에 인가되는 전류의 크기를 서로 다르게 하여, 상기 전극 1에 의해 형성되는 도금층의 표면 거칠기와, 상기 전극 2에 의해 형성되는 도금층의 표면 거칠기가 서로 다르도록 할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면 상기 절연층(110)의 상측 및 하측에 각각 감광성 드라이 필름(145)을 형성하고 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 메탈 패드의 기능을 제공하는 실장부(120)와, 상기 외부기기와 접속하는 단자부(130)의 표면이 노출되도록 한다.
즉, 상기 감광성 드라이 필름(145)은 상기 절연층(110)의 상면 및 하면에 모두 형성되고, 상기 실장부(120)와 단자부(130)의 일부를 모두 노출하도록 형성된다.
다음으로, 도 7을 참조하면 상기 메탈 패드의 기능을 제공하는 실장부(120)와, 상기 단자부(130) 상에 니켈 금속층(150) 형성한다.
상기 니켈 금속층(150)은 상기 단자부(130) 및 실장부(120) 위에 니켈을 포함하는 도금액을 도금하여 형성된다.
니켈 금속층(150)은 니켈만으로 형성되거나, 니켈을 포함하며, P(인), B(붕소), W(텅스텐) 또는 Co(코발트)과의 합금으로 형성될 수 있으며, 2 내지 10㎛, 바람직하게는 5~8㎛의 두께를 가진다.
이때, 상기 니켈 금속층(150) 형성에 사용되는 니켈 도금액에는 적어도 하나의 광택제가 첨가될 수 있다. 상기 광택제는, 니켈 금속층(150)의 광택도 조절을 위해 상기 니켈 도금액 내에 첨가될 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면 상기 실장부(120)에 형성된 니켈 금속층(150)에만 추가적인 도금 공정을 수행하여, 상기 실장부(120) 위에 형성된 니켈 금속층(150)의 표면이 일정 수준 이상의 표면 거칠기를 가지도록 한다.
다시 말해서, 상기 실장부(120)에 형성된 니켈 금속층의 표면이 가지는 표면 거칠기가 상기 단자부(130)에 형성된 니켈 금속층의 표면이 가지는 표면 거칠기보다 크도록 추가적인 도금 공정을 수행한다.
다음으로, 도 9에서와 같이 상기 니켈 금속층(150) 위에 팔라듐 금속층(160)을 형성한다.
팔라듐 금속층(160)은 팔라듐 도금액 내에는 팔라듐만이 포함될 수 있으며, 이와 다르게 코발트(Co), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 무기물 중 적어도 하나의 금속이 더 포함될 수 있다.
이때, 상기 팔라듐 금속층(160)은 일정 수준 이상의 경도를 확보하기 위해 형성된다.
상기 팔라듐 금속층(160)은 팔라듐과 니켈의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 팔라듐 금속층(160)은 0.05 내지 0.5㎛, 바람직하게는 0.1~0.2㎛를 충족하는 두께로 형성된다.
다음으로, 도 10을 참조하면 상기 실장부(120)에 형성된 팔라듐 금속층(160)에만 추가적인 도금 공정을 수행하여, 상기 실장부(120) 위에 형성된 팔라듐 금속층(160)의 표면이 일정 수준 이상의 표면 거칠기를 가지도록 한다.
다시 말해서, 상기 실장부(120)에 형성된 팔라듐 금속층의 표면이 가지는 표면 거칠기가 상기 단자부(130)에 형성된 팔라듐 금속층의 표면이 가지는 표면 거칠기보다 크도록 추가적인 도금 공정을 수행한다.
다음으로, 도 11에서와 같이 상기 팔라듐 금속층(160) 위에 금 금속층(170)을 형성한다.
금 금속층(170)은 금 도금액에 의해 형성되는데, 상기 금 도금액에는 경도 향상 및 조도 조절을 위하여 무기 결정 조정제 및 유기 첨가제가 첨가될 수 있다.
상기 금 도금액은 솔더 접합성, 와이어 본딩성과 일정 수준 이상의 경도를 만족시키기 위한 것으로, 상기 첨가되는 무기 결정 조정제 및 유기 첨가제의 농도를 조절하여 상기 금 금속층(170)에 요구되는 경도를 만족시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기와 같은 금 도금액으로 형성되는 금 금속층(170)은 0.05~0.5㎛, 바람직하게는, 0.1~0.2㎛를 충족하는 두께로 형성된다.
다음으로, 도 12를 참조하면 상기 실장부(120)에 형성된 금 금속층(170)에만 추가적인 도금 공정을 수행하여, 상기 실장부(120) 위에 형성된 금 금속층(170)의 표면이 일정 수준 이상의 표면 거칠기를 가지도록 한다.
다시 말해서, 상기 실장부(120)에 형성된 금 금속층의 표면이 가지는 표면 거칠기가 상기 단자부(130)에 형성된 금 금속층의 표면이 가지는 표면 거칠기보다 크도록 추가적인 도금 공정을 수행한다.
상기와 같이, 니켈 금속층(150), 팔라듐 금속층(160) 및 금 금속층(170)을 포함하는 금속 패턴은 상기 금 금속층(170)을 형성하는 금 도금액의 성분 변화를 통해 경도 특성을 향상시켜, 솔더 젖음성 및 내마모성을 모두 확보할 수 있다.
또한, 실장부(120) 위에 형성되는 니켈 금속층(150), 팔라듐 금속층(160) 및 금 금속층(170)의 표면 거칠기 변화를 통해 상기 니켈 금속층(150), 팔라듐 금속층(160) 및 금 금속층(170)가 가지는 와이어 본딩성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 도 13에 도시된 바와 같이, 감광성 드라이 필름(145)을 제거한다.
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 메모리 소자(180)를 부착하고, 상기 부착된 메모리 소자(180)와 실장부(120)(보다 바람직하게는, 실장부(120) 위에 형성된 금 금속층(170)을 와이어(185)를 통해 전기적으로 연결한다.
이때, 상기 메모리 소자(180)의 실장 과정에서 상기 단자부(130)에 형성된 금 금속층(170)의 스크래치 또는 찍힘 등의 불량이 발생할 수 있으므로, 상기 금 금속층(170)이 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 단자부(130) 상에 형성된 금 금속층(170)에 보호층(190)을 형성한다.
상기 보호층(190)은 전기도금(electro-plating) 방식 또는 전착(electro-deposition) 방식으로 형성될 수 있다.
상기 보호층(190)은 금속 또는 비금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(190)이 전기도금 방식으로 형성되는 경우, 상기 보호층(190)은 구리(Cu), 납(Pb), 주석(Sn), 니켈(Ni) 중 어느 하나로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 보호층(190)이 전착 방식으로 형성되는 경우, 상기 보호층(190)을 레지스트층으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 보호층(190)은 상기 감광성 드라이 필름(145)이 제거되기 이전에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 보호층(190)이 형성되면, 상기 절연층(110) 상측의 포토 솔더 레지스트(140) 상에 메모리 소자(180)를 설치하고, 상기 메모리 소자(180)를 상기 실장부(120) 위에 형성된 금 금속층(170)과 와이어(185)를 통해 전기적으로 연결한다. 예를 들어, 상기 메모리 소자(180)는 메모리 반도체 칩 및 메모리 컨트롤러가 될 수도 있다.
또한, 비록 상세히 도시되지는 않았지만, 상기 실장부(120)의 금 금속층(170) 위에는 레지스터나 커패시터와 같은 수동 소자들이 설치될 수도 있다.
다음으로, 도 15를 참조하면 상기 메모리 소자(180), 실장부(120)의 금 금속층(170)을 포함하는 상기 절연층(110)의 상측에 몰딩 부재(195)를 형성한다. 상기 몰딩 부재(195)는 EMC(Epoxy Molding Compound)라 불리는 에폭시 몰딩으로 형성되어 상기 메모리 소자(180)를 포함하는 회로 구성 부품들을 외부 충격이나 외부 환경으로부터 보호한다.
상기와 같이, 메모리 카드를 제조하기 위한 주요 공정이 완료되면, 상기 보호층(190)을 제거한다. 상기 보호층(190)은 사용되는 재질에 따라 전용 박리제를 통해 제거될 수 있으며, 이때, 상기 단자부(130) 상에 형성된 금 금속층(170)은 손상되지 않는다. 예를 들어, 상기 보호층(190)으로 구리가 사용된 경우, 상기 구리를 알카리 에칭으로 제거할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술된 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다
100: 인쇄회로기판
110: 절연층
120: 실장부
130: 단자부
140: 포토 솔더 레지스트
150: 니켈 금속층
160: 팔라듐 금속층
170: 금 금속층
180: 메모리 소자
195: 몰딩 부재

Claims (19)

  1. 메모리 카드용 인쇄회로기판에 있어서,
    절연층;
    상기 절연층의 제 1 면에 형성되고, 메모리 소자와 전기적으로 연결되는 실장부;
    상기 절연층의 제 2 면에 형성되며, 외부의 전자기기와 전기적으로 연결되는 단자부;
    상기 실장부의 표면에 형성된 제 1 금속층; 및
    상기 단자부의 표면에 형성되며, 상기 제 1 금속층과 동일한 금속 물질로 형성된 제 2 금속층을 포함하며,
    상기 제 1 금속층이 가지는 표면 거칠기와, 상기 제 2 금속층이 가지는 표면 거칠기는 서로 다른 메모리 카드용 인쇄회로기판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속층은,
    상기 실장부가 가지는 표면 거칠기는 상기 단자부가 가지는 표면 거칠기보다 큰 메모리 카드용 인쇄회로기판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 금속층이 가지는 표면 거칠기는 상기 제 2 금속층이 가지는 표면 거칠기보다 큰 메모리 카드용 인쇄회로기판.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 금속층 각각은,
    상기 실장부 또는 단자부 위에 니켈을 포함하는 금속으로 니켈 금속층과,
    상기 니켈 금속층 위에 팔라듐을 포함하는 금속으로 형성된 팔라듐 금속층과,
    상기 팔라듐 금속층 위에 금을 포함하는 금속으로 형성된 금 금속층을 포함하는 메모리 카드용 인쇄회로기판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 금속층에 포함되는 니켈 금속층, 팔라듐 금속층 및 금 금속층 중 적어의 표면 거칠기는,
    상기 제 2 금속층에 포함되는 니켈 금속층, 팔라듐 금속층 및 금 금속충이 가지는 표면 거칠기보다 큰 메모리 카드용 인쇄회로기판.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 금속층에 포함된 니켈 금속층은, 5~8㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되고,
    상기 제 1 및 2 금속층에 포함된 팔라듐 금속층은, 0.01~0.5㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되며,
    상기 제 1 및 2 금속층에 포함된 금 금속층은, 0.01~0.6㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되는 메모리 카드용 인쇄회로기판.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 팔라듐 금속층은, 코발트, 아연 및 무기물 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 팔라듐 합금층이고,
    상기 금 금속층은, 은, 구리, 팔라듐, 아연, 코발트 및 무기물 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 금 합금층인 메모리 카드용 인쇄회로기판.
  8. 절연층을 포함하는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 제 1면의 일정 영역에 실장되는 메모리 소자와, 상기 메모리 소자와 전기적으로 연결되는 제 1 패턴을 포함하고, 상기 인쇄회로기판의 제 2면에 형성되어 외부의 전자기기와 전기적으로 연결되는 제 2 패턴을 포함하는 인쇄회로기판을 포함하는 메모리 카드에 있어서,
    상기 제 1 패턴 및 2 패턴의 표면에는,
    동일한 금속 물질로 형성된 금속층이 형성되어 있으며,
    상기 제 1 패턴에 형성된 금속층이 가지는 표면 거칠기와, 상기 제 2 패턴에 형성된 금속층이 가지는 표면 거칠기는 서로 다른 메모리 카드.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 패턴이 가지는 표면 거칠기는,
    상기 제 2 패턴이 가지는 표면 거칠기보다 큰 메모리 카드.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 금속층 각각은,
    상기 제 1 패턴 및 제 2 패턴 위에 니켈을 포함하는 금속으로 니켈 금속층과,
    상기 니켈 금속층 위에 팔라듐을 포함하는 금속으로 형성된 팔라듐 금속층과,
    상기 팔라듐 금속층 위에 금을 포함하는 금속으로 형성된 금 금속층을 포함하는 메모리 카드.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 패턴 위에 형성된 니켈 금속층, 팔라듐 금속층 및 금 금속층 중 적어의 표면 거칠기는, 상기 제 2 패턴 위에 형성된 니켈 금속층, 팔라듐 금속층 및 금 금속층이 가지는 표면 거칠기보다 큰 메모리 카드.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 니켈 금속층은, 5~8㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되고,
    상기 팔라듐 금속층은, 0.01~0.5㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되며,
    상기 금 금속층은, 0.01~0.6㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되는 메모리 카드.
  13. 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서,
    절연층을 준비하는 단계;
    상기 절연층의 상면에 제 1 패턴을 형성하고, 상기 절연층의 하면에 제 2 패턴을 형성하는 단계;
    상기 절연층의 상면 및 하면에 상기 제 1 및 2 패턴의 표면을 노출하는 포토 솔더 레지스트를 선택적으로 형성하는 단계; 및
    상기 노출된 제 1 및 2 패턴의 표면에 동일한 금속 물질로 금속층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 금속층을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 및 2 패턴의 표면에 동일한 금속 물질을 이용하여 표면 거칠기가 서로 다른 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 패턴, 제 2 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 패턴이 가지는 표면 거칠기가 상기 제 2 패턴이 가지는 표면 거칠기보다 크도록 상기 제 1 및 2 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 금속층을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 및 2 패턴의 표면에 금속층을 형성하기 위한 각각의 도금 조건을 서로 다르게 적용하여 상기 제 1 패턴의 표면에 형성된 금속층의 표면 거칠기가 상기 제2 패턴의 표면에 형성된 금속층의 표면 거칠기보다 크도록 하는 단계를 포함하는 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 금속층을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 및 2 패턴 위에 동일한 표면 거칠기를 가지는 금속층을 형성하는 단계와,
    상기 제 1 패턴 위에 형성된 금속층에 추가 도금을 수행하여, 상기 제 1 패턴 위에 형성된 금속층의 표면 거칠기가 상기 제2 패턴의 표면에 형성된 금속층의 표면 거칠기보다 크도록 하는 단계를 포함하는 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    상기 금속층을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 및 2 패턴의 표면에 니켈 금속층을 형성하는 단계와,
    상기 니켈 금속층 위에 팔라듐 금속층을 형성하는 단계와,
    상기 팔라듐 금속층 위에 금 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 니켈 금속층은, 5~8㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되고,
    상기 팔라듐 금속층은, 0.01~0.5㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되며,
    상기 금 금속층은, 0.01~0.6㎛ 범위를 만족하는 두께로 형성되는 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법.
  19. 제 13항에 있어서,
    상기 금속층을 형성하는 단계는,
    상기 동일한 금속 물질을 도금하여 상기 제 1 및 2 패턴에 금속층을 동시에 형성하는 단계를 포함하는 메모리 카드용 인쇄회로기판의 제조 방법.
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