KR910007472B1 - 회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회로기판 및 그 제조방법

제1도는 회로기판의 일예를 나타낸 부분 단면도.

제2도는 회로기판의 부분 평면도.

제3도는 회로패턴의 다른 실시예를 나타낸 부분 평면도.

제4도는 회로기판으로서 PGA형 반도체 장치용 패키지에 응용한 실시예를 나타낸 단면도.

제5a, b, c, d도는 회로기판의 제조 공정예를 나타낸 단면 설명도.

제6도는 회로기판의 다른 실시예를 나타낸 단면 설명도.

제7도는 PGA형 반도체장치용 패키지의 제조 공정예를 나타낸 단면도.

제8도는 회로기판의 또다른 제조 공정예를 나타낸 설명도.

제9도는 종래의 PGA형 반도체 장치용 패키지의 단면도.

본 발명은 회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이고 특히 수지기체표면에 금속박으로 형성된 회로패턴(circuit pettern)과 외부도통 핀등의 인사트(insert) 금속의 접합이 양호한 회로기판과 그 효과적인 제조방법에 관한 것이다.

수지기체표면에 동박등의 금속박에 의해서 회로패턴을 형성하고 이들 회로패턴과 수지기체중에 매입된 외부도통핀등의 인사트금속을 접합하고 전기적으로 도통시킨 회로기판이 있다. 상기 회로패턴과 인사트금속을 접합시키려면 단지 양자를 맞대는 것만으로는 회로패턴의 박리등에 의해서 접합불량이 생기므로 종래에는 양자를 납땜하든지 또는 리벳(revet)등에 의해서 고정시키게 되어 있었다.

예를 들면 제9도는 이 종류의 회로기판의 1종인 PGA(Pin Grid Array)형 반도체 장치용 패키지이지만 수지기체(10) 표면에 형성시킨 회로패턴(12)과 인사트금속 (14)을 납(16)에 의해서 접합시키고 있다(특원소62-222391호). 또 18은 회로패턴 (12)에 형성된 도금막, 20은 보호레지스트막(protect resist layer)이다. 회로패턴 (12)과 인사트금속(14)을 땜납(16)에 의해서 고정시키려면 회로패턴(12)과 보호레지스트막(20)에 설비한 구멍내에 용융된 땜납을 흘려넣어 냉각고화시킬 필요가 있다.

그러나 상기 종래의 땜납이나 리벳고정에 의한 접합에 의할 경우는 매입성형후 별도의 납땜고정, 리벳고정공정이 필요하게 되어 공수증가에 의해서 원가가 상승한다는 문제점이 있다. 특히 근년에는 회로패턴이 조밀하고 또한 복잡화되는 경향이 있으므로 납땜작업, 리벳고정작업이 용이하지 않고 자동기로 행한다 할지라도 자동기의 구성등이 복잡화되는 문제점이 있다.

납땜시의 열이나 리벳시의 응력이 수지기체에 변형을 생기게 하는 등 회로기판으로서의 기능을 저하시킨다는 특성상의 문제점도 있다.

그리하여 본 발명은 상기 여러 가지 문제점을 해소시키도록 행해진 것이고 그 목적으로 하는 바는 회로패턴과 인사트금속이 확실하게 접합되어 있는 회로기판과 공수가 삭감되어 원가의 저감화가 도모될 수 있는 회로기판의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적에 의한 본 발명에서는 수지기체 표면에 금속박에 의한 회로패턴이 형성되고 이 회로패턴에 외부도통핀등의 인사트금속 선단부가 수지기체중을 관통하여 맞닿아 있는 회로기판으로서 상기 회로패턴의 인사트금속선단에 맞닿는 부위의 주변부가 수지기체중에 매몰되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또 지지필름상에 금속박을 점착시켜 된 전사쉬트의 이 금속박을 소정회로패턴으로 형성시키는 공정과 성형금형의 공동내의 소정 위치에 상기 회로패턴이 형성된 전사쉬트(transfer sheet) 및 외부도통핀등의 인사트금속을 인사트금속선단이 회로패턴의 대응부분에 대향위치되게 위치결정을 하여 맞추어 넣는 공정과, 성형금형을 맞붙임으로써 전사쉬트를 공동내벽과 인사트 금속선단과의 사이에서 끼워져 눌려 인사트금속선단에 맞닿는 회로패턴부분을 지지필름내로 찔러 올려 이로 인해서 찔러 올린 부분주변의 회로패턴부분을 지지필름으로부터 박리시키는 공정과 공동내에 용융수지를 주입시키고 상기 회로패턴부분과 지지필름의 박리에 의해서 생긴 공극내에도 용융수지를 유입시켜 인사트금속선단과 맞닿는 부위의 주변부의 회로패턴부분을 수지중에 매몰시키는 공정과 냉각고화후에 성형금형내에서 꺼낸 성형품으로부터 지지필름을 박리시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의한 회로기판에서는 회로패턴의 외부도통핀등의 인사트금속과의 맞닿는 부의 주변부위가 수지기체중에 매몰되어 수지에 의해서 눌려져 있으므로 회로패턴과 인사트 금속과의 접합이 강고하고 전기적 도통이 양호하게 확보될 수 있고 또 회로패턴의 박리도 방지될 수 있다.

또 본 발명에 의한 회로기판의 제조방법에서는 금형을 맞붙일 때 인사트금속선단이 회로패턴을 찔러 올려서 변형시킴으로써 이 찔러 올리는 부분 주변의 회로패턴부분이 지지필름으로부터 박리되고 이 박리된 부분에 용융수지가 유입된 회로패턴부분을 수지중에 매몰시킨다. 따라서 회로패턴의 인사트금속과 맞닿는 부의 주변부위를 성형과 동시에 수지중에 매몰시킬 수 있고 회로패턴과 인사트금속과의 접합이 강고한 회로기판을 효율좋게 제공할 수 있다.

아래에 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의해서 상세히 설명하겠다.

제1도는 회로기판(24)의 부분단면도, 제2도는 그 평면도를 나타낸다.

26은 수지기체, 28은 수지기체(26)중에 매입 성형되어 있는 인사트금속인 외부도통핀이다. 30은 수지기체(26) 표면에 동박등의 금속박에 의해서 형성되어 있는 회로패턴이고 외부도통핀(28) 선단에 접합되어 전기적 도통이 취해지고 있다.

본 발명에서 특징적인 것은 회로패턴(30)의 외부도통핀(28)의 접합부의 주변부위(A)가 수지기체(26)중에매몰되어 있다는 점이다. 이 회로패턴(30)을 덮어씌우는 수지부분에 의해서 회로패턴이 눌리므로 회로패턴(30)의 외부도통핀(28)으로의 접합이 강고하게 되고 도통이 충분히 확보된다. 물론 이 부위에서의 회로패턴의 박리도 일어나지 않는다.

회로패턴(30)의 외부도통핀(28)으로의 접합부위는 제2도에 나타낸 바와 같이 외부도통핀(28) 선단부의 면적보다 넓은 랜드(land)부에 형성되고 이 랜드부의 외부도통핀(28)선단부를 둘러싼 전부분이 수지중에 매몰되어 있다.

또는 제3도와 같이 회로패턴(30)을 외부 도통핀(28) 선단부와 대략 같은 폭으로 형성시키고 핀선단부가 끼워지는 부분이 수지중에 매몰되도록 설정해도 좋다.

제4도는 회로기판으로서 PGA형 반도체 장치용 패키지에 응용한 예를 나타냈다.

도면에서 32는 반도체소자 수납구멍, 34는 회로패턴(30)위에 형성된 도금피막, 36은 보호레지스트막, 38은, 히트싱크(heat sink)이다. 이 실시예에서도 회로패턴(30)의 외부도통핀(28) 선단의 주변부위가 수지중에 매몰되고 회로패턴(30)과 외부도통핀(28)의 접합이 강고하게 행해져 있다.

이어서 제5도를 참조하여 회로기판의 제조방법에 대해서 설명하겠다.

제5a도는 수기제의 지지필름(40)위에 접착제(42)에 의해서 전해동박(44)을 거친측을 표면으로 하여 접착시킨 전사쉬트(46)를 나타내고 있다.

이 종류의 전해동박(44)은 표면을 거울면과 같이 다듬질한 드럼전극위에 등을 전착시키고 이것을 드럼위로부터 박리시킴으로써 형성된다. 그렇게 얻어진 전해동박(44)의 한쪽면측은 거울면과 같은 평활면이 된다. 다른쪽면은 동입자가 전착성장되므로 거친면으로 형성된다. 그 다음 이 거친면측에는 산화동의 입자가 붙여지고 그위에 내열성을 향상시키기 위하여 황동, 아연등의 피복층이 도금에 의해서 형성되고 또 그위에 방청용 크롬처리가 행해지는 등 여러 가지 처리가 행해지므로 상기 거친면측은 더욱 거칠어져서 도시한 바와 같이 정상부가 비대한 미세돌기가 형성된다.

이 전사쉬트(46)위의 전해동박(44)을 에칭처리하여 소정의 회로패턴(30)을 형성시킨다.

다음에 제5b도에 나타낸 바와 같이 이 전사쉬트(46)를 회로패턴(30)의 거친면측이 공동(48) 안쪽을 향하게 하고 또 지지필름(40)이 공동(48)내벽에 밀착되도록 윗금형(50)의 공동면에 위치결정하여 세트시킨다.

한편 동도면(c)와 같이 아랫금형(52)내에는 외부도통핀(28)을 소정위치에 위치결정하여 맞추어 넣는다. 이어서 윗금형(50)과 아랫금형(52)을 회로패턴(30)의 소정부위가 대응하는 외부도통핀(28) 선단에 맞닿도록 위치결정하여 맞붙인다. 이때 동도(c)에서 명백한 바와 같이 외부도통핀(28)을 지지필름(40)내로 찔러 올려 회로패턴(30)을 변형시킨다. 외부도통핀(28)의 길이는 상기와 같이 상하 금형을 맞붙일 때에 회로패턴(30)을 찔러 올릴 수 있는 길이로 설정되어 있다.

상기와 같이 회로패턴(30)이 지지필름(40)내로 찔러 올려지면 이 찔러 올려진 부분의 주변부위에서 회로패턴이 접착제(42)와의 사이에서 박리된다.

그 원인으로서는 회로패턴(30)이 지지필름(40)내로 찔러 올려지면 지지필름(40) 및 접착제(42)도 도시된바와 같이 변형되지만 회로패턴(30)의 변형쪽이 크다. 그로 인해서 회로패턴(30)의 외부도통핀(28) 선단에서 직접 찔러 올려지는 부위의 주변부분이 대응하는 접착제(42)와의 사이에 엇갈림이 생겨 이 부분에서 접착제와의 사이에 박리가 생긴다고 생각된다. 또는 회로패턴(30)이 외부도통핀(28)으로 찔러 올려져서 이 부위가 얇아지고 살두께가 주변부로 밀려나므로 외부도통핀(30)으로 찔러 올려지는 부위의 주변부분의 회로패턴(30)이 접착제(42)와 박리된다고 생각되기도 한다.

이 상태에서 공동(48)내에 용융수지를 주입시킨다. 그렇게 하면 용융수지가 상기의 회로패턴(30)의 접착제(42)에 대해서 박리된 공극부분에도 끼어들어가서 얇은 전해동박으로 되는 이 부분의 회로패턴을 수지압에 의해서 공동(48)안쪽으로 더 눌려서 변형시킨다(동도(d)).

그런 다음 냉각 고화시켜 꺼내어 지지필름(40)과 접착제(42)를 박리시킴으로써 제1도에 나타낸 바와 같이 회로패턴(30)의 외부도통핀(28)과의 접합부의 주변부가 수지중에 매몰된 회로기판을 얻을 수 있다. 회로패턴(30)과 외부도통핀(28)과의 접합은 극히 강고하게 된다. 또 회로패턴(30)의 거친 면측의 정상부의 비대한 미세돌기가 수지중에 끼어들어간다. 그 앵커효과에 의해서 수지기체(26)에 대한 회로패턴(30)의 밀착도도 양호하다.

또 상기 실시예에서는 외부도통핀(28)에 의해서 회로패턴(30)을 찔러 올림으로써 회로패턴(30)과 접착제(42)와의 사이가 박리되어 그 공극내로 수지가 끼어들어가는 예를 나타냈으나 접착제(42)의 접착력등에 의해서는 접착제(42)와 지지필름(40)과의 사이에서 박리되고 이 사이에 수지가 끼어들어가는 경우도 있을 수 있다. 이 경우에는 제6도에 나타낸 바와 같이 이 부분의 접착제(42)도 수지중에 매몰되지만 그래도 특별한 지장은 없다.

또 상기 실시예서는 전사쉬트(46)로서 전해동박(44)을 접착제(42)에 의해서 지지필름(40)위에 점착시킨 3층으로 된 것을 사용하였으나 전해동박(44)을 직접 지지필름(40)위에 열압착동에 의해서 고정시킨 2층으로 된 것이라도 좋고 또 동이 아니고 다른 금속의 전해금속박의 전자쉬트를 사용하는 것이라도 좋다. 또 수지기체(26)와의 밀착력을 고려하면 정상부가 비대한 미세돌기를 갖는 거친면으로 형성되는 전해금속박을 사용하는 것이 바람직하지만 반드시 전해금속박이 아니라도 좋고 예를 들면 증착에 의해서 지지필름위에 금속박을 형성시킨 것이라도 좋다.

제7a, b도는 PGA형 반도체장치용 패키지에 응용한 예를 나타냈으나 기본적으로 생각하는 방법은 상기와 같다.

간단히 설명하면 동도(a)에 나타낸 바와 같이 지지필름(40)위에 회로패턴(30)을 사전에 형성시킨 전사쉬트(46)을 윗금형(50)의 소정위치에 세트시키고 아랫금형 (52)에는 외부도통핀(28), 히트싱크(38)등을 소정위치에 세트시켜 상하금형(50,52)을 맞붙인다. 그때 외부도통핀(28)선단이 회로패턴(30)을 찔러 올려 그 주변부분을 지지필름(40)으로부터 박리시킨다.

이어서 공동(48)내에 용융수지를 주입시킴으로써 회로패턴(30)과 지지필름 (40)과의 박리부분에도 수지가 유입되어 그 부위의 회로패턴을 공동안쪽을 향하여 변형시킨다.

냉각소화시킨 후에 금형내로부터 꺼냄으로써 제7도(b)의 성형체를 얻는다.

이어서 지지필름(40)을 박리시키고 회로패턴(30)에 필요한 도금을 행하고 또 보호레지스트막으로 더 피복함으로써 상기 제4도에 나타낸 PGA형 반도체 장치용 패키지를 얻을 수 있다.

제8도는 다른 실시예를 나타내고 있다.

본 실시예에서는 전사필름(46)의 외부도통핀(28)에 의해서 찔러 올려지는 회로패턴(30)의 부위에 사전에 작은 직경의 투공(54)을 설비해 놓는다.

이와 같이 회로패턴(30)에 투공(54)을 설비해 놓아도 외부도통핀(28)의 찔러 올리는 효과에 의해서 역시 그 주변 부분이 접착제(42)로부터 박리되고 이 부분에 수지가 유입되어 회로패턴부분이 수지중에 매몰된다(제8도(a)).

다음에 동도(b)에 나타낸 바와 같이 얻어진 성형체로부터 지지필름(40), 접착제(42)를 박리시키고 노출된 회로패턴(30)위에 니켈도금 및 금도금등의 필요한 도금을 행한다. 이 도금막(56)은 투공(54)내벽부분으로까지 형성되고 그럼으로써 회로패턴(30)과 외부도통핀(28)의 접합은 더 강고하게 된다. 또 투공(54)내에는 땜납등의 도전성 접착제를 유입시켜 회로패턴(30)과 외부도통핀(28)의 접합을 더 강고하게 할 수도 있다.

상기 도금막(56)은 회로패턴(30)의 내식, 장식도금을 겸용할 수 있다.

또 이상 각 실시예에서 적어도 회로패턴(30)과 외부도통핀(28)의 접합부위에 회로패턴과 외부도통핀의 양자 또는 어느 하나에 사전에 땜납 또는 석 또는 금등의 도금막을 형성해 놓고 이들 도금막을 거쳐서 양자가 접합되도록 해도 된다. 이렇게 해서도 양자의 접합을 양호하게 할 수 있다.

이상 본 발명에 대해서 실시예를 들어 여러 가지로 설명했으나 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니고 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위내에서 많은 개조변경을 행할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명에 의한 회로기판에서는 회로패턴의 외부도통핀등의 인서트금속과의 맞닿는 부의 주변부위가 수지기체중에 매몰된 수지에 의해서 눌리므로 회로패턴과 인사트금속의 접합이 강고하고 전기적 도통이 양호하게 확보할 수 있고 또 회로패턴의 박리도 방지될 수 있다.

또 본 발명에 의한 회로기판의 제조방법에 있어서는 금형을 맞붙일 때에 인사트 금속선단이 회로패턴을 찔러 올려 변형시킴으로써 이 찔러 올린 부분주변의 회로패턴부분이 지지필름으로부터 박리되로 이 박리된 부분에 용융수지가 유입되어 회로패턴부분을 수지중에 매몰시킨다. 따라서 회로패턴의 인사트금속과의 맞닿은 부의 주변부위를 성형과 동시에 수지중에 매몰시킬 수 있고 회로패턴과 인사트금속과의 접합이 강고한 회로기판을 효율 좋게 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 수지기체(26) 표면에 금속박(44)에 의해서 회로패턴(30)이 형성되고, 이 회로패턴에 수지기체중을 관통한 외부도통핀 (28)의 인사트금속의 선단부가 맞닿아 있는 회로기판에 있어서, 상기 인사트 금속선단에 맞닿은 부위의 상기 회로패턴(30)의 주변부가 수지기체(26)중에 매몰되어 있는 것을 특징으로 하는 회로기판.
2. 지지필름(40)상에 금속박(44)이 점착된 전사쉬트(46)의 이 금속박을 소정의 회로패턴(30)으로 형성시키는 공정과, 성형금형(50,52)의 공동(48)내의 소정위치에 상기 회로패턴(30)이 형성된 전사쉬트(46) 및 외부도통핀(28)의 인사트 금속을 인사트금속선단이 회로패턴의 대응부분에 대향하여 위치되게 맞붙이는 공정과, 성형금형 (50,52)을 맞붙임으로써 전사쉬트(46)를 공동내벽과 인사트금속선단의 사이에 끼워눌러 인사트금속선단에 맞닿은 회로패턴(30) 부분을 지지필름(40)내로 찔러 올려 찔러 올려진 부분 주변의 회로패턴부분을 지지필름으로부터 박리시키는 공정과, 공동(48)내에 용융수지를 주입시키고 상기 회로패턴부분과 지지필름의 박리에 의해서 생긴 공극내에도 용융수지를 유입시켜 인사트금속선단과 맞닿은 부위의 주변부의 회로패턴부분을 수지(26)중에 매몰시키는 공정과 냉각고화후에 성형금형(50,52)내에 꺼낸 성형품으로부터 지지필름(40)을 박리시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판의 제조방법.

Images