KR100384769B1 - 반도체 검사용 기기에 사용되는 인쇄회로기판에 있어서,인쇄회로기판에 형성된 테스트죤의 홀이 폐쇄된 기판과 그폐쇄방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 IC칩의 기능과 성능을 검사하는 장비에 장착하여 사용되어지는 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 그 중에서도 특히 기판에 형성된 비아홀(VIA)에 BVH()방법에 관한 것으로, 기판(1)에 형성된 비아홀(2)의 내부에 분말 에폭시수지(3)를 채운 다음 그 상면에 릴리지 필름(4)을 도포하고, 다시 그 상면에 P/P(5)와 C/F(6)를 도포한 다음 다시 레이업 공정으로 이송되어 재 성형하여서 된 것으로서, 기판의 재질과 비아홀을 막는 재질을 같게 함으로서 가공시 홀 위치에 단차가 발생하는 것을 방지하고, 홀과 기판의 강도를 같게 함으로서 소켓이나 반도체 칩이 닿는 부분이 파이는 것을 방지하여 기판의 수명을 최대로 할 수 있도록 한 것으로서, 반영구적으로 사용과 보관이 가능하고, 생산효율성이 높아 부품의 교체가 쉽고 전류의 잔류 량을 극소화시키고 납땜 공정을 없이함으로서 기존의 문제점을 해결하며, 반도체 칩의 핀 간격의 특성을 최대한 살릴 수 있는 브라인드 비아홀 제조방식이기 때문에 제품이 완성되면 장기간 사용이 가능하고 반도체 칩의 핀 간격을 최대한 특성에 맞게 살릴 수 있기 때문에 전체적인 기술우위와 제조방법이 용이한 유용한 발명인 것이다.

Description

반도체 검사용 기기에 사용되는 인쇄회로기판에 있어서, 인쇄회로기판에 형성된 테스트죤의 홀이 폐쇄된 기판과 그 폐쇄방법{The method and closed circuit board which has test zone hole which is formed on the printing circuit board for which printing circuit board which can be used as testing machine for semiconductor}

본 발명은 반도체 IC칩의 기능과 성능을 검사하는 장비에 장착하여 사용되어지는 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 그 중에서도 특히 기판에 형성된 비아홀(VIA)에 BHV()방법에 관한 것으로, 홀의 내부에 기판의 재료와 같은 재질인 에폭시수지를 삽입하여 홀을 밀폐되게 한 후 래이업 공정으로 재 가공한 후 패드와 비아홀의 일정한 영역을 형성할 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

일반적으로 반도체 칩의 기능을 검사하는 장비에 사용되는 기판에 있어서, 현재에는 기판에 반도체 칩이 접속하는 방법이 핀 방식에서 부품소자를 탑재한 패드면(상면)과 그 패드를 배면으로 연결시켜 회로형성을 하기 위하여 비아홀로 구성되어지며, 이때 패드면 상면과 연결하기 위해 부품의 기능성과 실장의 안정성 확보를 이루기 위해 비아홀을 형성하여 이용되어지고 있는 방식으로 진행되고 있는 추세이다.

즉 기존의 방식을 살펴보면 다음과 같다.

상기 전자의 핀 방식은 일반 기판의 제작 과정과 별 차이점 없이 진행이 되며, 제조 원가비용이나 제작과정의 시간적 소요가 그리 많이 투자되지 않는 장점이 있으나, 그 반면에 수명이 짧고 부품의 교체가 용이하지 않으며 기능이나 사용시간이 짧은 문제점이 있다.

상기의 핀 방식이 기판은 반도체 칩을 검사하기 위하여 기판에 소켓을 장착하여야 하며, 이때 소켓의 다리 부분을 기판에 형성된 홀속에 삽입한 후 납땜하여 고정하고 있으며, 이로 인하여 반복적인 검사를 해야 하는 과정에서 납땜된 부분에 미세한 전류가 잔류하게 됨으로서 다른 반도체 칩에 영향을 미치게 됨으로서 오류가 발생하게 되어 정확한 검사를 할 수가 없는 문제점이 있었다.

또한 상기의 방법은 납땜 과정에서 자동이 아닌 수동으로 납땜이 이루어지고 있기 때문에 작업과정에서 작업자의 숙련도에 따라 균일성이 다르게 되고, 이로 인하여 제 기능을 할 수가 없는 문제점이 있었다.

그리고 기판에 장착되는 소켓은 반복되는 열고 닫음으로 인하여 파손되는 경우가 발생하였으며, 이때 소켓을 교체하고자 할 경우 기판에 용접되어 있는 소켓의 다리부분의 납땜을 제거하여야 함으로서 실질적으로 교체가 불가능하였으며, 소켓이 부착된 상태에서 기판을 폐기하여야 하였고, 이로 인하여 불필요한 원자재를 폐기하여야 함으로서 원자재의 낭비가 심한 문제점이 있었다.

또한 상기의 방법은 기판의 제작과정에서 한계성이 있는 것으로, 기판에 홀을 가공하여 부품을 부착하는데 홀 가공하는 위치가 현재 반도체 칩의 간격을 극복해 낼 수가 없는 문제점이 있었다.

즉 홀 가공 간격은 한정되어 있는 반면에 반도체 칩은 계속적으로 소형화됨으로서 핀과 핀 사이의 간격이 극소화되고 있으므로 현재와 같은 핀 방식은 그 한계성을 극복할 수가 없는 것이다.

한편 상기 후자의 BVH방법을 살펴보면 다음과 같다.

상기 후자의 방법은 기판 작업시 우선 1차와 2차로 구분하여 프레스 작업을 하게 되며, 비어홀을 수지로 막은 다음 패드를 형성시켜 완성한다는 것으로서, 이 방법의 장점은 특별한 이상이 없을 시는 반영구적으로 사용할 수 있다는 점과 부품의 교체가 쉽고 전류의 잔류 량을 극소화시키고 납땜공정을 없이 하였다는 것과, 현재 생산되고 잇는 극 소형화의 반도체 칩의 핀 간격의 특성을 최대한 살릴 수 있다는 것이다.

그러나 상기의 방법은 작업 공정이 기존 공정에 비하여 볼 때 상당히 길고 제조원가 비용이 기존보다 높은 문제점이 있었다.

한편 최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 비아홀을 수지로 메우고 소자를 탑재하기 위한 패드와 비아홀 영역을 일체형으로 구성한 홀 플러깅 인쇄회로 기판및 그 제조방법(1999년 특허 출원 제561135호, 공개번호 특2000-36301호)이 발명되었는 바,

상기의 발명을 살펴보면 다음과 같다.

비아홀을 이용하여 회로패턴들을 연결하는 인쇄회로 기판에 있어서, 기판에 형성된 비아홀을 수지로 가득 메우고, 그 비아홀을 통해 기판의 다른 층에 형성된 회로 패턴 사이에 신호선을 연결하는 콘텍금속에 접하도록 패드금속을 비아홀의 상하부에 형성하여 상기 수지로 매워진 비아홀과 부품을 실장하기 위한 패드영역을 동일한 영역에 형성하여서 된 것과:

기판의 상하면에 도전금속을 도포하고, 기판을 관통하여 비아홀을 형성하는단계와, 상기 비아홀의 측면과 상기 도전금속 상부에 콘텍금속을 도금하는 단계와, 상기 비아홀 부분을 개방시킨 백업보드를 이용하여 상기 비아홀의 내부에 홀매움 수지를 충진시켜 비아홀을 매우는 단계와, 상기 백업보드를 제거한 후 상기 홀매움수지의 상하면을 평탄화시키고 솔더 마스크를 이용하여 폴리싱하는 단계와, 상기 홀 메움 수지의 상부에 상기 콘텍금속에 접하는 패그금속을 도금하고, 패터닝하여 상기 비아홀의 상부에 패드/비아홀을 일체형 패드영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것이다.

그러나 상기의 방법은 기판의 재질과 홀을 메우는 재질이 다르기 때문에 홀을 메우고 난후 홀부분이 가라앉게 되는 단점이 있으며, 이로 인하여 기판과 홀사이에 단차가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한 상기의 방법은 기판을 장기간 사용할 경우 기판의 재질과 홀을 메운 재질의 차이로 인하여 소켓의 닿는 부분과 반도체 칩이 닿는 부분이 연질이므로서 홀을 메운 부분이 파이게 됨으로서 수명이 짧으며, 이로 인하여 기판을 폐기하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 무전해 도금에서 비아홀을 분말 에폭시로 메우고 1차 레이업(LAY UP)공정으로 다시 재 가공하여 패드(PAD)와 비아홀의 일정한 영역을 형성하여 완성하므로서 기판의 재질과 비아홀을 막는 재질을 같게 함으로서 가공시 홀에 단차가 발생하는 것을 방지하고 홀과 기판의 강도를 같게 함으로서 소켓이나 반도체 칩이 닿는 부분이 파이는 것을방지하여 기판의 수명을 최대로 할 수 있도록 한 것으로서, 이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 공정을 보인 블럭도

도 2 는 본 발명의 제조 공정도로서

A는 기판의 테스트죤에 홀이 형성된 상태를 보인 요부 확대 평면도

B는 무전해 및 전기 동 도금상태를 보인 개략 측 단면도

C는 기판의 홀에 분말 에폭시 투입상태를 보인 개략 측 단면도

D는 기판의 홀에 에폭시 수지가 투입된 상태에서 그 상, 하면에 릴

리지필름을 부착한 상태를 보인 요부 확대 측 단면도

E는 릴리지필름이 부착된 기판의 상, 하면에 P/P를 도포한 상태를

보인 요부 확대 측 단면도

F는 P/P가 도포된 기판의 상면에 C/F를 도포한 상태를 보인 요부 확

대 측 단면도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1. 기판 2. 비아홀 3. 분말 에폭시수지

4. 릴리지필름 5. P/P 6. C/F

일반 멀티레이서보드 비아홀의 인쇄회로기판 제조시 구성되어지며, 비아홀을 이용하여 회로패턴들을 연결한 다음 그 홀에 수지로 메워서 된 것에 있어서,

1차로 프레스 작업이 완료된 제품을 소켓이 장착될 부위에 홀을 가공하는 단계:

2차로 1차로 드릴이 완료된 홀에 무전해와 전기동 도금을 하는 단계:

3차로 무전해및 전기동이 완료된 홀속에 분말로 된 에폭시수지를 채우는 단계:

4차로 홀속에 분말 에폭시수지를 채운 후 릴리지필름을 도포하는 단계:

5차로 릴리지 필름이 도포된 제품의 상, 하면에 프리프래그(P/P)를 도포하는 단계:

6차로 PP가 도포되어 있는 제품의 상하면에 카파포일(C/F)를 도포하는 단계:

7차로 제품을 다시 레이업공정으로 이송하여 재 성형하는 단계로 이루어진 것이다.

즉 일반 멀티레이서보드 비아홀의 인쇄회로기판 제조시 구성되어지며, 비아홀을 이용하여 회로패턴들을 연결한 다음 그 홀에 수지로 메워서 된 것에 있어서, 기판(1)에 형성된 비아홀(2)의 내부에 분말 에폭시수지(3)를 채운 다음 그 상면에 릴리지 필름(4)을 도포하고, 다시 그 상면에 프리프래그(5)와 카파포일(6)를 도포한 다음 다시 레이업 공정으로 이송되어 재 성형하여서 된 것이다.

상기와 같이 된 본 발명의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

일반 인쇄회로기판의 브라인드 비아홀 제조방법에는 프레스, 드릴가공, 무전해도금, 세미도금, 외층형성, 전기동 순으로 제조한다.

즉 본 발명은 프레스, 드릴가공, 무전해도금, 세미도금까지 한 후 다시 1차 레이업(Lay Up), 프레스, 드릴가공, 무전해도금, 세미도금, 외층형성, 전기동 순으로 하되 무전해 도금과 세미도금을 한 후 다시 1차레이업 과정을 가기전에 홀속에 분말 에폭시로 기존의 프리프래그(에폭시 수지+유리섬유)에서 에폭시 수지만 추출하여 분말 처리한 후 사용하는 방식을 택한 제조방식이다. 이때 상면패드(PAD)부와 배면을 평탄화하고 슬러 마스트를 이용하여 플래킹한다.

즉 좀더 상세하게 설명하면 프레스 작업이 완료된 제품을 소켓이 장착될 부위에 홀을 가공 한 다음 1차 드릴이 완료된 홀에 무전해와 전기동 도금을 한다. 이 부분에서 작업방법은 일반 도금방법과 동일하게 진행한다.

상기와 같은 상태에서 무전해및 전기동이 완료된 홀속에 분말로 된 에폭시 수지를 채운다.

한편 홀속에 분말로 된 에폭시수지를 삽입하는 방법은 여러 가지 도구를 이용하여 실험을 하였으나 현재 가장 좋은 결과를 얻을 방법은 실무자인 작업자가 직접 손으로 골고루 홀속에 투입하는 방법이었다.

이 작업을 할 때에는 될 수 있으면 홀속에 이물질이 들어가지 않도록 순수 에폭시 수지만을 채워지도록 주의한다.

상기와 같이 상면 패드면과 비아홀이 형성된 배면과의 스루홀속의 공간에 분말 에폭시수지를 완전히 채운 후 그 상면 패드와 배면이 평면 일체가 되었는지 확인 후 각각 릴리지필름을 도포한다.

이때 릴리지필름을 에폭시수지로 채워진 홀 위치에 맞게 정사각형으로 절단한 다음 절단된 부위를 제거한 후 홀부위의 상면에 릴리지필름이 덮이지 않도록 주의한다.

상기 릴리지 필름은 브라인드 비아홀 제품을 생산하는 데 보편적으로 사용되는 자재로써 접착력이 없으며, 고온(180∼190℃)에 강한 특성을 가지고 있는 반면에 구매단가가 높은 편이나 이 기판의 특성상 사용하지 않을 수 없으며, 다음 공정에서 진행될 프리프래그 도포시 제품과 접착이 되면 안되기에 이 필름을 사용하여 접착을 막는다.

상기와 같이 릴리지필름을 도포한 후에 그 상면에 각각 프리프래그를 도포한다.

즉 프리프래그를 도포하는 이유는 분말 에폭시를 홀속에 채워 넣었지만 프레스 작업시 에폭시수지가 고체에서 액체로 전환되면서 공간이 발생하는데 이것만 가지고는 완전한 홀막기가 되지 않으므로 그 상면에 각각 프리프래그를 도포하여 이 빈 공간을 완전히 해결하는데 있다.

상기와 같이 프리프래그를 도포한 상면에 각각 카파포일를 도포한다. 이때 카파포일를 도포하는 목적은 제품에는 크게 영향을 미치지 않지만 작업공정상 제품을 보호하고 작업에 사용되는 기구를 보호하는데 있다.

좀더 상세하게 설명하면 본 발명은 인쇄회로기판 멀티레이어 모든(MLB)공정중 무전해 도금 및 세미도금(전기동)을 하고 분말 에폭시수지로 상면패드 부위의 홀을 메운 뒤 릴리즈(또는 카파포일)필름으로 도포하여 상면과 배면을 평탄케 하여 프레스를 한 후 상면 패드부와 배면을 외층형성을 하게 하는 것으로써, 이때 P/P를 분쇄하여 에폭시 수지와 유리섬유를 분리하여 에폭시 수지만 추출한 후 홀속에 삽입하여 상면 패드와 배면과 평면 처리하게 하여 동일소재 성질로 되게 하는 재조구성이다.

이때 상면패드와 배면 비아홀(VIA HOLE)평면탑재 면적부위 형성이 다를 수 있으므로 공간이 발생시 신호잡음이 있을 수 있으므로 이 부위는 수작업으로 완전히 메워 그 기능을 향상하고 장기 보관에 그 목적이 있는 제조 방법적 구성이다.

이상과 같이 본 발명은 무전해 도금에서 비아홀을 에폭시로 메우고 1차 레이업공정으로 다시 재 가공하여 패드와 비아홀의 일정한 영역을 형성하여 완성하므로서 기판의 재질과 비아홀을 막는 재질을 같게 함으로서 가공시 홀에 단차가 발생하는 것을 방지하고, 홀과 기판의 강도를 같게 함으로서 소켓이나 반도체 칩이 닿는 부분이 파이는 것을 방지하여 기판의 수명을 최대로 할 수 있도록 한 것으로서, 반영구적으로 사용과 보관이 가능하고, 생산효율성이 높아 부품의 교체가 쉽고 전류의 잔류량을 극소화시키고 납땜 공정을 없이함으로서 기존의 문제점을 해결하며, 반도체 칩의 핀 간격의 특성을 최대한 살릴 수 있는 브라인드 비아홀 제조방식이기 때문에 제품이 완성되면 장기간 사용이 가능하고 반도체 칩의 핀 간격을 최대한 특성에 맞게 살릴 수 있기 때문에 전체적인 기술우위와 제조방법이 용이한 유용한 발명인 것이다.

상기에서는 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수있다.

Claims (3)

1. 일반 멀티레이서보드 비아홀의 인쇄회로기판 제조시 구성되어지며, 비아홀을 이용하여 회로패턴들을 연결한 다음 그 홀에 수지로 메워서 된 것에 있어서,

   1차로 프레스 작업이 완료된 제품을 소켓이 장착될 부위에 홀을 가공하는 단계:

   2차로 1차로 드릴이 완료된 홀에 무전해와 전기동 도금을 하는 단계:

   3차로 무전해및 전기동이 완료된 홀속에 분말로 된 에폭시수지를 채우는 단계:

   4차로 홀속에 분말 에폭시수지를 채운 후 릴리지필름을 도포하는 단계:

   5차로 릴리지 필름이 도포된 기판의 상, 하면에 프리프래그를 도포하는 단계:

   6차로 PP가 도포되어 있는 제품의 상하면에 카파포일를 도포하는 단계:

   7차로 제품을 다시 레이업공정으로 이송하여 재 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 기기에 사용되는 인쇄 회로기판에 있어서, 인쇄회로기판에 형성된 테스트죤의 홀 폐쇄방법.
2. 비아홀을 이용하여 회로패턴들을 연결한 다음 그 홀에 수지로 메워서 된 것에 있어서, 기판(1)에 형성된 비아홀(2)의 내부에 분말 에폭시수지(3)를 채운 다음 그 상면에 릴리지 필름(4)을 도포하고, 다시 그 상면에 프리프래그(5)와카파포일(6)를 도포하여서 된 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 기기에 사용되는 인쇄회로기판에 있어서, 인쇄회로기판에 형성된 테스트죤의 홀이 폐쇄된 기판.
3. 제 1 항에 있어서, 무전해및 전기동이 완료된 홀속에 분말로 된 에폭시수지를 채워서 된 것을 특징으로 하는 반도체 검사용 기기에 사용되는 인쇄회로기판에 있어서, 인쇄회로기판에 형성된 테스트죤의 홀 폐쇄방법.