KR20160034195A - Ｌｃｐ 솔더 마스크 상에 형성된 박막 레지스터를 가진 전자 디바이스를 제작하는 방법 및 관련된 디바이스들 - Google Patents

Ｌｃｐ 솔더 마스크 상에 형성된 박막 레지스터를 가진 전자 디바이스를 제작하는 방법 및 관련된 디바이스들 Download PDF

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Abstract

전자 디바이스를 제작하는 방법은 기판 상에 솔더 패드들을 포함하는 적어도 하나의 회로 층을 형성하는 단계 및 그 안에 마스크 개구들을 가진 적어도 하나의 액정 고분자(LCP) 솔더 마스크를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 LCP 솔더 마스크 상에 적어도 하나의 박막 레지스터를 형성하는 단계 및 적어도 하나의 박막 레지스터가 적어도 하나의 회로 층에 결합되도록 그리고 상기 솔더 패드들이 마스크 개구들과 정렬되도록 기판에 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

ＬＣＰ 솔더 마스크 상에 형성된 박막 레지스터를 가진 전자 디바이스를 제작하는 방법 및 관련된 디바이스들{A METHOD OF MAKING AN ELECTRONIC DEVICE HAVING A THIN FILM RESISTOR FORMED ON AN LCP SOLDER MASK AND RELATED DEVICES}
본 발명은 전자 디바이스들 제작의 분야에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 액정 고분자 솔더 마스크를 포함하는 전자 디바이스를 제작하는 방법 및 관련된 디바이스들에 관한 것이다.
이동 무선 통신 디바이스의 크기를, 예를 들면 보다 작은 형태 인자로 감소시키는 것이 특히 바람직할 수 있다. 디바이스의 크기를 감소시키는 것은 일반적으로 보다 얇은 기판들 및 기판들에 결합된 구성요소들을 요구한다. 부가적으로, 예를 들면, 보다 간단한 제작 프로세스를 제공함으로써, 제작 비용들을 감소시키는 것이 또한 바람직할 수 있다. 예를 들면, 기판 제작 비용들을 감소시키기 위한 하나의 접근법은, 다층 가요성 기판 및 커버레이에 비교하여 덜 비싼 옵션으로서, 양면 가요성 기판 및 솔더 마스크 또는 커버레이의 사용을 포함할 수 있다.
부가적으로, 다량의 비용 문제들로 주도된 비-기밀 패키징을 위한 바람과 결합된 자동차 산업에서의 비교적 높은 주파수 레이더 디바이스들(예로서, 주차 센서들, 백업 센서들, 사각 지대 센서들 등)의 증가된 사용은 또한 경량, 저 비용, 고 주파수 가능 패키징 및 기판 재료들에 대한 바람을 증가시킬 수 있다. 액정 고분자(LCP)는 예를 들면, 하나의 이러한 재료로 고려될 수 있다.
보다 얇은 구성요소들의 사용은 일반적으로 예를 들면, 보다 높은 퍼센티지의 베어 다이 및/또는 플립 칩 구성요소들의 사용을 요구할 수 있다. 따라서, 제작 비용들을 증가시키지 않고 기판에 이들 구성요소들을 장착하는 것은 점점 더 관심사가 되고 있다. 감소된 두께 능동형 및 수동형 구성요소들을 가진 극박 가요성 회로들은 따라서 이러한 관심사를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 박막 수동형 디바이스들, 예를 들면, 박막 레지스터들은 일반적으로 수십 년 동안 이용 가능하여 왔다. 그러나, 박막 수동형 디바이스는 통상적으로 예를 들면, 특정한 가요성 회로들을 갖고, 다층 인쇄 회로 보드(PCB) 내에 내장되어야 하며, 이것은 가능하지 않을 수 있다.
가요성 회로들을 위한 기존의 커버레이 재료들은 일반적으로 가요성 회로 및 전자 어셈블리 사이에서의 후속하는 전기적 상호 연결을 위한 패드들 주위에서 개방될 비교적 큰 애퍼처들을 포함하는 접착제-기반 접합을 요구한다. 이들 커버레이 재료들은 그러므로 일반적으로 플렉스 회로상에서의 기저 피처들의 보호의 밖에 있는 거의 없는 부가적인 기능의 부가를 허용한다. 따라서, 부가적인 디바이스 기능을 포함하기 위한 부가적인 제작 방법들이 요구된다.
전자 디바이스를 제작하는 방법은 기판상에 복수의 솔더 패드들을 포함할 수 있는 적어도 하나의 회로 층을 형성하는 단계 및 그 안에 복수의 마스크 개구들을 가진 적어도 하나의 액정 고분자(LCP) 솔더 마스크를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 LCP 솔더 마스크 상에 적어도 하나의 박막 레지스터를 형성하는 단계 및 상기 적어도 하나의 박막 레지스터가 상기 적어도 하나의 회로 층에 결합되도록 및 상기 복수의 솔더 패드들이 상기 복수의 마스크 개구들과 정렬되도록 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크를 상기 기판에 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 전자 디바이스의 두께는 기능 및 견고성을 유지하면서 감소될 수 있다.
상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크는 예를 들면, 상기 적어도 하나의 박막 레지스터가 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크 및 상기 기판 사이에 끼워 넣어지도록 상기 기판에 결합될 수 있다. 상기 적어도 하나의 회로 층을 형성하는 것은 상기 기판의 대향 표면들에 의해 운반된 복수의 회로 층들을 형성하는 것을 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크를 형성하는 것은 복수의 LCP 솔더 마스크들을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 박막 레지스터를 형성하는 것은 상기 복수의 LCP 솔더 마스크들의 각각 상에 적어도 하나의 박막 레지스터를 형성하는 것을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 LCP 솔더 마스크들의 각각은 예를 들면, 상기 기판의 대향 표면들에 결합될 수 있다. 각각의 LCP 솔더 마스크는 상기 복수의 박막 레지스터들이 상기 복수의 LCP 솔더 마스크들 및 상기 기판 사이에 끼워 넣어지도록 상기 기판의 표면들의 각각의 것에 결합될 수 있다.
상기 적어도 하나의 박막 레지스터는 예를 들면, 스퍼터링에 의해 상기 LCP 솔더 마스크 상에 형성될 수 있다. 상기 방법은 상기 복수의 것의 대응하는 솔더 패드들에 회로 구성요소를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 기판을 통해 적어도 하나의 전기적 도전성 비아를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 기판은 예를 들면, LCP 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판은 가요성 인쇄 회로 보드(PCB)를 포함할 수 있다.
디바이스 양상은 기판 및 상기 기판에 의해 운반된 복수의 솔더 패드들을 포함하는 적어도 하나의 회로 층을 포함할 수 있는 전자 디바이스에 관한 것이다. 상기 전자 디바이스는 또한 그 안에 복수의 마스크 개구들을 가진 적어도 하나의 액정 고분자(LCP) 솔더 마스크 및 상기 LCP 솔더 마스크에 의해 운반된 적어도 하나의 박막 레지스터를 포함한다. 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크는 상기 적어도 하나의 박막 레지스터가 상기 적어도 하나의 회로 층에 직접 결합되도록 및 상기 복수의 솔더 패드들이 상기 복수의 마스크 개구들과 정렬되도록 부착 층 없이 상기 기판에 직접 결합될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전자 디바이스의 부분의 확대 뷰 개략도이다.
도 2는 도 1의 전자 디바이스의 부분의 어셈블리된 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자 디바이스의 부분의 확대 뷰 개략도이다.
도 4는 도 3의 전자 디바이스의 부분의 어셈블리된 개략도이다.
도 5는 도 4에서의 전자 디바이스를 제작하는 방법의 흐름도이다.
본 발명은 이제 본 발명의 바람직한 실시예들이 도시되는, 첨부한 도면들을 참조하여 이후 보다 완전하게 설명될 것이다. 본 발명은 그러나 많은 상이한 형태들에서 구체화될 수 있으며 여기에 제시된 실시예들에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이들 실시예들은 본 개시가 철저하며 완전할 것이며, 이 기술분야의 숙련자에게 본 발명의 범위를 완전히 전달하기 위해 제공된다. 유사한 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 요소들을 나타낸다.
처음에 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술의 접근법에 따라 만들어진 전자 디바이스(120)가 이제 설명된다. 각각이 솔더 패드들(122)을 포함하는 회로 층들(121)은 기판(123)에 의해 운반된다. 전기적 도전성 비아들(132)은 기판(123)을 통해 연장되며 기판의 대향 표면들 상에서 솔더 패드들(122)을 결합시킨다. 부착 층(141)은 기판(123)에 의해 운반되며 그 안에 개구들(142)을 가진다. 그 안에 마스크 개구들(125)을 가진 솔더 마스크(124) 또는 커버레이는 부착 층(141)에 의해 운반된다. 마스크 개구들(125)은 부착 층 개구들(142)과 정렬된다.
회로 층들(121) 각각은 대응하는 솔더 패드들(122)에 결합된 기판(123)에 의해 운반된 박막 레지스터(126)를 포함한다. 각각의 박막 레지스터(126)는 다층 라미네이션 동안, 예를 들면, 통상적으로 구리 기판상에 형성되며, 구리 기판을 포함하여, 대응하는 회로 층(121) 내에서 결합된다. 각각의 박막 레지스터(126)가 보호되거나 또는 내장되는 것이 매우 바람직하기 때문에, 예를 들면, 접합 막 층(143)의 형태로, 또 다른 부착 층이 각각의 박막 레지스터 위에서 형성되거나 또는 결합된다. 다시 말해서, 각각의 박막 레지스터(126)가 내장되는 것이 매우 바람직하다. 이 경우에, 접합 막 층(143)은 인접한 기판들(123), 또는 보다 특히, 인접한 회로 층들(121) 사이에 끼워 넣어진다. 회로 구성요소(133)는 예를 들면, 솔더(134)를 사용하여, 대응하는 솔더 패드들(122)에 결합된다.
도 1 및 도 2에 대하여 설명된 종래 기술의 접근법의 단점은 박막 레지스터들(126)의 원하는 보호 또는 내장을 달성하기 위해, 다수의 층들, 예를 들면, 부착 및 접합 막 층들(141, 143) 및 두 개의 기판들(123)이 사용된다는 것이다. 따라서, 이들 층들은 전자 디바이스(120)의 전체 크기를 증가시킨다.
처음에 도 3 및 도 4, 및 블록(52)에서 시작하는, 도 5에서의 흐름도(50)를 참조하면, 전자 디바이스(20)를 제작하는 방법이 설명된다. 상기 방법은, 블록(54)에서, 기판(23)을 통해 전기적 도전성 비아들(32)을 형성하는 단계를 포함한다. 블록(56)에서, 방법은 또한 각각이 기판(23)의 대향 표면들 상에 솔더 패드들(22a, 22b)을 포함하는 회로 층들(21a, 21b)의 쌍을 형성하는 단계를 포함한다. 기판(23)은 예를 들면, 액정 고분자(LCP) 기판일 수 있다. 기판(23)은 대안적으로 또는 부가적으로, 가요성 인쇄 회로 보드(PCB)일 수 있다. 물론, 기판(23)은 예를 들면, 또 다른 유형의 기판일 수 있다.
방법은 또한 각각이 그 안에 마스크 개구들(25a, 25b) 또는 애퍼처들을 갖는 LCP 솔더 마스크들(24a, 24b) 또는 커버레이들의 쌍을 형성하는 단계(블록 58)를 포함한다. LCP 솔더 마스크들(24a, 24b)은 이 기술분야의 숙련자들에 의해 이해될 바와 같이 다수의 기술들 중 임의의 것에 따라 형성될 수 있다. 게다가, LCP 솔더 마스크들(24a, 24b)의 쌍이 예시되지만, 임의의 수의 LCP 솔더 마스크들이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
블록(60)에서, 방법은 또한 LCP 솔더 마스크들(24a, 24b)의 각각 상에 박막 레지스터(26a, 26b)를 형성하는 단계를 포함한다. 각각의 박막 레지스터(26a, 26b)는 다른 재료들(예로서, SiCr, TaN, NiCrAlSi 등) 중에서, 니켈 및 크롬, 예로서 니크롬을 포함할 수 있다. 두 개의 박막 레지스터들(26a, 26b)이 예시되지만, 임의의 수의 박막 레지스터들이 LCP 솔더 마스크들(24a, 24b)의 각각 상에 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 각각의 박막 레지스터(26a, 26b)는 예를 들면, 스퍼터링에 의해 각각의 LCP 솔더 마스크(24a, 24b) 상에 형성될 수 있다. 물론, 각각의 박막 레지스터(26a, 26b)는 이 기술분야의 숙련자들에 의해 이해될 바와 같이 상이한 또는 다른 기술들에 의해 LCP 솔더 마스크(24a, 24b) 상에 형성될 수 있다.
방법은 블록(62)에서, 각각의 박막 레지스터(26a, 26b)가 회로 층들(21a, 21b)의 쌍의 각각의 것에 결합되도록 및 솔더 패드들(22a, 22b)의 각각이 각각의 마스크 개구들(25a, 25b)과 정렬되도록 기판(23)의 대향 표면들에 LCP 솔더 마스크들(24a, 24b)의 쌍의 각각을 결합하는 단계를 더 포함한다. 보다 특히, 각각의 LCP 솔더 마스크(24a, 24b)는 박막 레지스터들(26a, 26b)이 LCP 솔더 마스크들 및 기판 사이에 끼워 넣어지도록 기판(23)의 표면들의 각각의 것에 결합된다. 다시 말해서, LCP 솔더 마스크들(24a, 24b)은 매개 부착 층 없이 기판(23)에 직접 결합된다.
블록(64)에서, 방법은 또한 대응하는 솔더 패드들(22a)에 회로 구성요소(33)를 부착하는 단계를 포함한다. 회로 구성요소는 예를 들면, 집적 회로(IC)일 수 있다. 회로 구성요소(33)는 이 기술분야의 숙련자들에 의해 이해될 바와 같이 또 다른 유형의 회로 구성요소일 수 있다. 회로 구성요소는 솔더(34), 예를 들면, 솔더 볼들을 가진 각각의 솔더 패드들(22a)에 결합될 수 있다. 방법은 블록(66)에서 종료한다.
실제로, 종래 기술의 전자 디바이스(120)에 대하여, 전자 디바이스(20)의 두께는 전자 디바이스가 두 개 대신에, 하나의 기판들(23) 및 회로 층들(21)을 포함하고, 접합 막 층(143)을 포함하지 않으며, 부착 층(141)을 포함하지 않는다는 점에서 상당히 감소된다. 따라서, LCP 솔더 마스크(24) 상에서의 박막 레지스터들(26)의 형성은 박막 레지스터가 LCP 솔더 마스크 상에 직접 형성되기 때문에 LCP 솔더 마스크(24)를 기능적이게 만드는 것으로 고려될 수 있다.
디바이스 양상은 기판(23) 및 상기 기판에 의해 운반된 복수의 솔더 패드들(22a, 22b)을 포함하는 적어도 하나의 회로 층(21a, 21b)을 포함하는 전자 디바이스(20)에 관한 것이다. 전자 디바이스(20)는 또한 그 안에 복수의 마스크 개구들(25a, 25b)을 가진 적어도 하나의 액정 고분자(LCP) 솔더 마스크(24a, 24b) 및 LCP 솔더 마스크에 의해 운반된 적어도 하나의 박막 레지스터(26a, 26b)를 포함한다. 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크(24a, 24b)는 또한 적어도 하나의 박막 레지스터(26a, 26b)가 적어도 하나의 회로 층(21a, 21b)에 직접 결합되도록 및 복수의 솔더 패드들(22a, 22b)이 복수의 마스크 개구들(25a, 25b)과 정렬되도록 부착 층 없이 기판(23)에 직접 결합된다.
이 기술분야의 숙련자들에 의해 이해될 바와 같이, 여기에 설명된 방법에 의해 만들어진 전자 디바이스(20)는 세선화가 매우 바람직할 수 있는 이동 전화들 및 태블릿들에서 사용된 것들과 같은, 극박 전자 기판들에 대해 특히 유리할 수 있다. 실제로, 여기에 설명된 방법은 부착-없는 접합 메커니즘을 제공하며, 이것은 LCP 솔더 마스크(24a, 24b) 또는 커버레이의 증가된 기능을 지원한다. 예를 들면, 여기에 설명된 방법에 의해 만들어진 전자 디바이스(20)는 예를 들면, 흔히 평방 당 25 Ohms(OPS) 내지 150 OPS의 범위에 있는, 레지스터 값들의 안전성을 제공하면서 손상으로부터 기저 박막 레지스터들을 보호하도록 작용할 수 있는 근 허미티시티(hermiticity), 비교적 높은 인장 강도 및 연마 저항을 달성할 수 있다. 일반적으로 수분에 노출 시 변하지 않는 증가된 광대역 유전체 속성들뿐만 아니라, 증가된 밀도 신호 라우팅 및 3D 통합이 또한 발생할 수 있다. 열 팽창의 계수(CTE)에 대하여, 여기에 설명된 방법에 따라 만들어진 전자 디바이스는 가장 일반적인 집적 회로 다이 재료들과 비교적 호환 가능할 수 있으며 예를 들면, 일반적으로 화학적으로 불활성이며 인체 내에서 생체에 적합할 수 있다.
LCP 솔더 마스크를 가진 전자 디바이스 및 관련된 방법들의 추가 상세들이 미국 특허 번호 제8,693,203호 및 제8,472,207호 및 미국 특허 출원 공개 번호 제2012/0182702호에서 발견될 수 있으며, 그 모두는 본 출원의 양수인에 양도되고, 공통 발명자를 가지며, 그 모두는 여기에 전체적으로 참조로서 통합된다.
본 개시의 많은 변경들 및 다른 실시예들이 앞서 말한 설명들 및 연관된 도면들에 제공된 교시들의 이득을 가진 이 기술분야의 숙련자에게 생각이 떠오를 것이다. 그러므로, 본 개시는 개시된 특정 실시예들에 제한되지 않으며, 변경들 및 실시예들은 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것이 이해된다.

Claims (10)

  1. 기판 상에 복수의 솔더 패드를 포함하는 적어도 하나의 회로 층을 형성하는 단계;
    그 안에 복수의 마스크 개구를 가진 적어도 하나의 액정 고분자(LCP) 솔더 마스크를 형성하는 단계;
    상기 LCP 솔더 마스크 상에 적어도 하나의 박막 레지스터를 형성하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 박막 레지스터가 상기 적어도 하나의 회로 층에 결합되도록 그리고 상기 복수의 솔더 패드가 상기 복수의 마스크 개구와 정렬되도록 상기 기판에 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제작하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크는 상기 적어도 하나의 박막 레지스터가 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크 및 상기 기판 사이에 끼워 넣어지도록 상기 기판에 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제작하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회로 층을 형성하는 단계는 상기 기판의 대향 표면들에 의해 지지된 복수의 회로 층을 형성하는 단계를 포함하며; 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크를 형성하는 단계는 복수의 LCP 솔더 마스크를 형성하는 단계를 포함하고; 상기 적어도 하나의 박막 레지스터를 형성하는 단계는 상기 복수의 LCP 솔더 마스크의 각각 상에 적어도 하나의 박막 레지스터를 형성하는 단계를 포함하며; 상기 복수의 LCP 솔더 마스크의 각각은 상기 기판의 상기 대향 표면들에 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제작하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    각각의 LCP 솔더 마스크는 상기 복수의 박막 레지스터가 상기 복수의 LCP 솔더 마스크 및 상기 기판 사이에 끼워 넣어지도록 상기 기판의 상기 표면들의 각각의 표면에 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제작하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 박막 레지스터는 스퍼터링에 의해 상기 LCP 솔더 마스크 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제작하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 솔더 패드 중 대응하는 솔더 패드들에 회로 구성요소를 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제작하는 방법.
  7. 기판;
    상기 기판에 의해 지지된 복수의 솔더 패드를 포함하는 적어도 하나의 회로 층;
    그 안에 복수의 마스크 개구를 가진 적어도 하나의 액정 고분자(LCP) 솔더 마스크; 및
    상기 LCP 솔더 마스크에 의해 지지된 적어도 하나의 박막 레지스터를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크는 상기 적어도 하나의 박막 레지스터가 상기 적어도 하나의 회로 층에 직접 결합되도록 그리고 상기 복수의 솔더 패드가 상기 복수의 마스크 개구와 정렬되도록 부착 층 없이 상기 기판에 직접 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크는 상기 적어도 하나의 박막 레지스터가 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크 및 상기 기판 사이에 끼워 넣어지도록 상기 기판에 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회로 층은 상기 기판의 대향 표면들에 의해 지지된 복수의 회로 층을 포함하고; 상기 적어도 하나의 LCP 솔더 마스크는 복수의 LCP 솔더 마스크를 포함하고; 상기 적어도 하나의 박막 레지스터는 상기 복수의 LCP 솔더 마스크의 각각 상에 적어도 하나의 박막 레지스터를 포함하며; 상기 복수의 LCP 솔더 마스크의 각각은 상기 기판의 상기 대향 표면들에 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  10. 제 9항에 있어서,
    각각의 LCP 솔더 마스크는 상기 복수의 박막 레지스터가 상기 복수의 LCP 솔더 마스크 및 상기 기판 사이에 끼워 넣어지도록 상기 기판의 상기 표면들의 각각의 표면에 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
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