KR100743233B1 - 인쇄회로기판의 패드 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR100743233B1
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이광태
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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 패드 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 절연층(23) 상에 형성되어 회로패턴(25)과 전기적으로 연결되고 솔더리지스트(27)의 개구된 부분을 통해 노출된 패드(29)에 있어서, 상기 절연층(23)상에 형성되고 상기 회로패턴(25)과 전기적으로 연결되는 기저부(30)와, 상기 기저부(30)상에 형성되고 상기 솔더리지스트(27)를 관통하는 연결부(31)와, 외부와의 전기적 연결을 위한 솔더볼(35)이 안착되는 부분으로 상기 솔더리지스트(27)의 표면으로 돌출되게 상기 연결부(31)상에 형성되고 적어도 그 상면과 측면이 외부로 노출되는 볼안착돌부(32)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드 및 그 제조방법에 의하면, 가혹한 온도조건에서 인쇄회로기판이 사용되더라도 패드와 솔더볼 사이의 결합이 손상되지 않고, 외부 충격에 의한 패드와 절연층 및 회로패턴과의 분리가 발생하지 않게 되어 인쇄회로패턴의 내구성 및 신뢰성이 높아지는 이점이 있다.
인쇄회로기판, 볼 그리드 어레이, 패드

Description

인쇄회로기판의 패드 및 그 제조방법{Pad of printed circuit board and making method the same}
도 1a는 종래 기술에 의한 인쇄회로기판의 패드 주변 구성을 보인 단면도.
도 1b는 도 1a에 도시된 패드에서 솔더볼을 제거한 구성을 보인 평면도.
도 2a는 다른 종래 기술에 의한 인쇄회로기판의 패드 주변 구성을 보인 단면도 .
도 2b는 도 2a에 도시된 패드에서 솔더볼을 제거한 구성을 보인 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드의 바람직한 실시예를 보인 부분 단면도.
도 4a에서 도 4f는 도 3에 도시된 실시예의 패드를 제조하는 것을 순차적으로 보인 공정도.
도 5는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드의 다른 실시예를 보인 부분단면도.
도 6a에서 도 6f는 도 5에 도시된 실시예의 패드를 제조하는 것을 순차적으로 보인 공정도.
도 7은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드의 또 다른 실시예를 보인 부분단면도.
도 8은 도 7에 도시된 실시예의 평면도.
도 9는 도 7에 도시된 실시예의 요부 구성을 보인 사시도.
도 10a에서 도 10g는 도 7에 도시된 실시예의 패드를 제조하는 것을 순차적으로 보인 공정도.
도 11은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드의 또 다른 실시예를 보인 부분단면도.
도 12는 도 11에 도시된 실시예의 평면도.
도 13은 도 11에 도시된 실시예의 요부 구성을 보인 사시도.
도14a 에서 도 14h는 도 11에 도시된 실시예의 패드를 제조하는 것을 순차적으로 보인 공정도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
21: 인쇄회로기판 23: 절연층
25: 회로패턴 27: 솔더리지스트
29: 패드 30: 기저부
31: 연결부 32: 볼안착돌부
33: 표면층 35: 솔더볼
37: 마스크 37': 패드윈도우
본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판과 외부와의 전기적 연결을 위한 솔더볼 등이 구비되는 패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1a 및 도 1b에는 종래 기술에 의한 패드가 도시되어 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(1)의 한 절연층(3)상에는 회로패턴(5)이 형성되고, 상기 회로패턴(5)과 연결되게 절연층(3)상에는 패드(7)가 형성된다. 상기 패드(7)는 그에 실장되거나 연결되는 부품의 종류에 따라 다양한 형상으로 될 수 있다.
상기 패드(7)의 표면에는 금도금에 의해 형성된 표면층(8)이 형성된다. 상기 표면층(8)은 솔더리지스트(9)로 상기 절연층(3)과 회로패턴(5)을 덮은 후에 형성된다. 상기 솔더리지스트(9)는 상기 패드(7)를 제외한 인쇄회로기판(1)의 표면 전체에 도포된다. 상기 패드(7)의 표면층(8)상에는 솔더볼(10)이 부착된다.
한편, 도 2a 및 도 2b에도 다른 종래 기술에 의한 패드구조가 도시되어 있다. 참고로, 도 2의 인쇄회로기판(1')에는 도 1의 구성과 대응되는 것에 동일한 도면부호를 부여하였다. 도 2에 도시된 인쇄회로기판(2')의 패드구조는 패드(7)의 가장자리가 솔더리지스트(9)에 의해 덮여있지 않고, 노출되어 있다. 따라서, 표면층(8)이 패드(7)의 상면뿐만 아니라 측면에도 형성되고, 솔더볼(10) 역시 상기 표면층(8) 전체와 결합된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 도 1에 도시된 패드구조에서는 온도변화가 많은 조건에서 인쇄회로기판(1)이 사용되면, 패드(7)의 표면층(8)과 솔더볼(10)간의 계면 크랙이 잘 발생된 다. 이는 솔더볼(10)이 표면층(8)에 결합되는 과정에서 발생하는 금속화합물이 쉽게 깨어지는 성질을 가지고, 패드(7)와 솔더볼(10)의 결합이 평면에서만 이루어져 있기 때문에 크랙의 전파가 쉽게 이루어지기 때문이다.
이와 같은 계면 크랙발생 문제를 해결하기 위해 도 2에 도시된 패드구조가 사용된다. 즉, 솔더볼(10)과 패드(7)가 패드(7)의 상면에서 평면으로만 결합되지 않고 패드(7)의 측면에서도 결합되도록 한 것이다. 하지만, 도 2에 도시된 패드구조에서는 인쇄회로기판(1')이 적용된 제품이 낙하되어 충격이 가해지는 경우에, 그 충격에 의해 패드(7)가 절연층(3)에서 분리되거나 패드(7)와 회로패턴(5)사이에 크랙이 발생되는 문제점이 있다.
이는 상기 솔더리지스트(9)가 상기 패드(7)의 가장자리를 둘러싸지 않은 상태이기 때문에 충격이 가해졌을 때, 상기 솔더볼(10)과 패드(7)사이의 결합력에 비해 패드(7)와 절연층(3)의 결합력이 약해 절연층(3)과 패드(7)사이가 분리되는 것이다. 그리고, 상기 솔더볼(10)과 패드(7)의 질량을 합한 값이 상대적으로 커서 충격력이 가해졌을 때, 관성에 의해 상대적으로 큰 힘이 상기 패드(7)와 회로패턴(5)이 연결되는 부위에 가해진다. 물론 상기 패드(7)와 회로패턴(5)이 연결되는 부분은 급작스럽게 폭이 좁아지므로 응력이 집중되는 점도 이유의 하나이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인쇄회로기판의 표면으로 노출되는 패드를 솔더리지스트로 보강함과 동시에 솔더볼과의 결합이 3차원적으로 이루어지도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인쇄회로기판의 표면으로 노출되는 패드를 절연층 내에 있는 보강코어로 보강함과 동시에 패드의 상면과 측면이 노출되도록 하여 솔더볼과의 결합이 3차원적으로 이루어지도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 절연층 상에 형성되어 회로패턴과 전기적으로 연결되고 솔더리지스트의 개구된 부분을 통해 노출된 패드에 있어서, 상기 절연층상에 형성되고 상기 회로패턴과 전기적으로 연결되는 기저부와, 상기 기저부상에 형성되고 상기 솔더리지스트를 관통하는 연결부와, 외부와의 전기적 연결을 위한 솔더볼이 안착되는 부분으로 상기 솔더리지스트의 표면으로 돌출되게 상기 연결부상에 형성되고 적어도 그 상면과 측면이 외부로 노출되는 볼안착돌부를 포함하여 구성된다.
상기 볼안착돌부의 표면에는 금과 니켈을 사용하여 표면층이 더 형성된다.
상기 기저부는 연결부가 형성된 부분을 제외한 나머지 부분이 상기 솔더리지스트에 의해 덮혀진다.
상기 볼안착돌부는 상기 연결부의 직경과 같거나 더 큰 직경을 가진다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 절연층상에 회로패턴이 형성되고 솔더리지스트에 의해 덮혀진 표면의 회로패턴중 일부가 노출되도록 인쇄회로기판을 제조하는 단계와, 상기 회로패턴중 노출된 부분과 대응되는 부분에 패드윈도우가 형성된 마스크를 형성하는 단계와, 상기 패드윈도우에 의해 노출된 부분에 도금을 수행하여 상기 솔더리지스내에 연결부를 형성하고 상기 솔더리지스트의 표면으로 돌출되게 볼안착돌부를 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 패드윈도우는 상기 패드가 형성되는 부분의 솔더리지스트가 개구된 부분의 직경과 같거나 크게 형성된다.
상기 볼안착돌부의 형성 후 상기 마스크를 제거하고, 상기 볼안착돌부의 표면에는 금과 니켈을 사용하여 표면층을 형성한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 절연층 상에 형성되어 회로패턴과 전기적으로 연결되고 솔더리지스트의 개구된 부분을 통해 노출된 패드에 있어서, 상기 절연층상에 형성되고 그 가장자리가 상기 솔더리지스트에 의해 덮혀지며 상기 회로패턴과 전기적으로 연결되는 기저부와, 외부와의 전기적 연결을 위한 솔더볼이 안착되는 부분으로 상기 기저부상에 형성되고 적어도 그 상면과 측면이 외부로 노출되는 볼안착돌부를 포함하여 구성된다.
상기 볼안착돌부의 직경은 상기 솔더리지스트의 개구된 부분의 직경보다 작게 형성되어, 볼안착돌부의 상면과 측면이 노출된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 절연층상에 회로패턴이 형성되고 솔더리지스트에 의해 덮혀진 표면의 회로패턴중 일부가 노출되도록 인쇄회로기판을 제조하는 단계와, 상기 회로패턴중 노출된 부분과 대응되는 부분에 패드윈도우가 형성된 마스크를 형성하는 단계와, 상기 패드윈도우에 의해 노출된 부분에 도금을 수행하여 그 상면과 측면이 외부로 노출되게 볼안착돌부를 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 패드윈도우의 직경은 최초에 상기 솔더리지스트가 개구되어 회로패턴의 일부가 노출된 부분의 직경보다 작게 형성된다.
상기 볼안착돌부의 형성 후 상기 마스크를 제거하고, 상기 볼안착돌부의 표면에는 금과 니켈을 사용하여 표면층을 형성한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 절연층 상에 형성되어 회로패턴과 전기적으로 연결되고 솔더리지스트의 개구된 부분을 통해 노출된 패드에 있어서, 상기 패드의 일면에는 상기 절연층 내에 위치되도록 보강코어가 형성되고, 상기 솔더리지스트는 상기 패드의 가장자리에서 소정 거리 이격된 위치까지 도포된다.
상기 보강코어는 상기 패드와 연결되는 회로패턴까지 연장되어 형성된다.
상기 패드의 표면에는 금과 니켈로 표면층이 형성된다.
상기 절연층의 일면에만 회로패턴이 형성되고, 상기 보강코어는 상기 절연층 내에 묻혀 있다.
상기 절연층의 양측 표면에 회로패턴이 형성되고, 상기 보강코어는 상기 절연층 양측 표면의 회로패턴 사이의 전기적 연결을 형성하도록 적어도 일부가 상기 절연층을 관통하여 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 금속층의 일면에 보강코어를 형성하는 단계와, 상기 보강코어가 형성된 금속층의 일면에 절연층을 형성하는 단계와, 상기 금속층을 선택적으로 제거하여 상기 절연층 상에 회로패턴과 패드를 형성하는 단계와, 상기 회로패턴을 덮고 상기 패드의 가장자리에서 소정 거리 이격된 위치까지 솔더리지스트를 도포하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 보강코어는 금속층의 표면에 마스크를 형성하고 금속층에 도금을 수행하여 형성한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 금속층의 일면에 보강코어를 형성하는 단계와, 상기 보강코어가 형성된 금속층의 일면에 절연층을 형성하는 단계와, 상기 금속층과 반대되는 절연층의 표면에 상기 보강코어와 전기적으로 연결되게 또 하나의 금속층을 형성하는 단계와, 상기 양측의 금속층을 선택적으로 제거하여 상기 절연층 상에 회로패턴과 패드를 형성하는 단계와, 상기 회로패턴을 덮고 상기 패드의 가장자리에서 소정 거리 이격된 위치까지 솔더리지스트를 도포하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 패드의 표면에 금과 니켈로 표면층을 형성하는 단계를 더 구비한다.
상기 보강코어는 상기 금속층의 일면에 코어윈도우가 형성된 마스크를 형성하여 일차로 형성하고, 다시 상기 코어윈도우가 형성된 마스크상에 연결윈도우가 형성된 마스크를 사용하여 이차로 형성한다.
상기 보강코어는 상기 마스크의 윈도우를 통해 노출된 금속층의 표면에 도금을 수행하여 형성한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드구조 및 그 제조방법에 의하면, 가혹한 온도조건에서 인쇄회로기판이 사용되더라도 패드와 솔더볼 사이의 결합이 손상되지 않고, 외부 충격에 의한 패드와 절연층 및 회로패턴과의 분리가 발생하지 않게 되어 인쇄회로패턴의 내구성 및 신뢰성이 높아지는 이점이 있다.
이하 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3에는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드의 바람직한 실시예가 부분 단면도로 도시되어 있다. 참고로 도 3에는 인쇄회로기판의 일부만이 단면도로 도시되어 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(21)의 절연층(23) 표면에 회로패턴(25)이 형성되어 있다. 상기 회로패턴(25)은 상기 절연층(23)상의 금속층을 선택적으로 제거해서 형성하는 것이 일반적이다.
상기 절연층(23)중 최외층의 회로패턴(25)이 형성되는 것의 표면에는 솔더리지스트(27)가 도포된다. 상기 솔더리지스트(27)는 인쇄회로기판(21)의 표면을 보호하는 역할을 하는 것으로, 인쇄회로기판(21)의 표면으로 노출되어야 하는 부분을 제외한 나머지 부분을 덮어 보호한다.
상기 솔더리지스트(27)에 의해 덮혀지지 않은 부분중 하나가 패드(29)가 형성될 부분이다. 상기 패드(29)는 다양한 기능을 하는 것이 있으나, 여기서는 솔더볼(35)이 부착되는 패드(29)를 의미한다. 상기 패드(29)는 상기 절연층(23)상에 있는 기저부(30)의 가장자리가 상기 솔더리지스트(27)에 의해 덮혀진다. 그리고, 상기 패드(29)의 기저부(30)중 솔더리지스트(27)에 의해 덮혀지지 않은 부분에는 연결부(31)가 돌출되어 형성된다. 상기 연결부(31)의 선단에는 상기 솔더리지스트(27)의 표면보다 돌출되어 볼안착돌부(32)가 형성된다. 상기 볼안착돌부(32)는 상기 연결부(31)의 면적과 같거나 큰 면적을 가지도록 형성된다.
상기 볼안착돌부(32)의 표면에는 표면층(33)이 형성된다. 상기 표면층(33)은 아래에서 설명될 솔더볼(35)의 부착이 보다 확실하게 되도록 하기 위한 것으로, 금과 니켈로 형성된다. 상기 표면층(33)은 상기 볼안착돌부(32)의 표면인 상면과 측면을 둘러 형성된다.
상기 볼안착돌부(32)상에는 솔더볼(35)이 부착된다. 상기 솔더볼(35)은 상기 인쇄회로기판(21)과 외부와의 전기적 연결을 위한 것이다. 상기 솔더볼(35)은 상기 볼안착돌부(32)의 상면 및 측면에 형성된 표면층(33)에 결합된다.
이제, 도 4a에서 도 4f를 참고하여 본 발명 실시예의 패드를 제작하는 것을 설명한다.
도 4a에는 솔더볼(35)이 부착될 패드(29)가 형성될 부분이 노출된 상태의 인쇄회로기판(21)이 도시되어 있다. 즉, 절연층(23)의 표면에 회로패턴(25)이 형성되고, 절연층(23)과 회로패턴(25)을 덮도록 솔더리지스트(27)가 인쇄회로기판(21)의 표면에 도포되어 있다.
상기 인쇄회로기판(21)의 표면에 마스크(37)를 도포한다. 상기 마스크(37)는 포토리지스트나 드라이필름 등이 사용될 수 있다. 상기 마스크(37)가 인쇄회로기판(21)의 표면에 형성된 상태가 도 4b에 도시되어 있다. 상기 마스크(37)중 상기 패드(29)에 대응되는 부분을 제거하여 패드윈도우(37')를 형성한다. 상기 패드윈도우(37')는 상기 솔더리지스트(27)가 패드(29)가 형성될 부분을 노출시킨 것보다 더 넓은 면적만큼 형성된다. 따라서, 상기 패드윈도우(37')에 의해 패드(29)가 형성될 부분과 그 가장자리에 해당되는 솔더리지스트(27)가 외부로 노출된다. 이와 같은 상태가 도 4c에 도시되어 있다.
다음으로, 상기 패드(29)의 연결부(31)와 볼안착돌부(32)를 형성한다. 즉, 상기 패드윈도우(37')내에 도금을 수행한다. 도금에 의해 상기 연결부(31)와 볼안착돌부(32)가 형성되어 미리 형성된 기저부(30)와 함께 패드(29)가 완성된다. 특히, 상기 볼안착돌부(32)는 상기 솔더리지스트(27)보다 돌출되게 형성되고, 그 측면과 상면이 외부로 노출되게 형성된다. 이와 같은 상태가 도 4d에 도시되어 있고, 상기 마스크(37)를 제거한 상태가 도 4e에 도시되어 있다.
상기 패드(29)중 상기 볼안착돌부(32)의 표면, 즉 그 상면과 측면에는 표면층(33)이 형성된다. 상기 표면층(33)은 금과 니켈로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 표면층(33)은 상기 패드(29)의 볼안착돌부(32)에 솔더볼(35)이 잘 부착될 수 있도록 한다. 이와 같이 표면층(33)이 형성된 상태가 도 4f에 도시되어 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 다른 실시예의 패드가 도시되어 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(121)의 절연층(123) 표면에 회로패턴(125)이 형성되어 있다. 상기 회로패턴(125)은 상기 절연층(123)상의 금속층을 선택적으로 제거해서 형성하는 것이 일반적이다.
상기 절연층(123)중 최외층의 회로패턴(125)이 형성되는 것의 표면에는 솔더리지스트(127)가 도포된다. 상기 솔더리지스트(127)는 인쇄회로기판(121)의 표면을 보호하는 역할을 하는 것으로, 인쇄회로기판(121)의 표면으로 노출되어야 하는 부분을 제외한 나머지 부분을 덮어 보호한다.
상기 솔더리지스트(127)에 의해 덮혀지지 않은 부분중 하나가 패드(129)가 형성될 부분이다. 상기 패드(129)는 다양한 기능을 하는 것이 있으나, 여기서는 솔 더볼(135)이 부착되는 패드(129)를 의미한다. 상기 패드(129)는 상기 절연층(123)상에 있는 기저부(130)의 가장자리가 상기 솔더리지스트(127)에 의해 덮혀진다. 그리고, 상기 패드(129)의 기저부(130)중 솔더리지스트(127)에 의해 덮혀지지 않은 부분의 일부에는 볼안착돌부(132)가 돌출되어 형성된다. 상기 볼안착돌부(132)는 상기 솔더리지스트(127)가 덮혀지지 않은 부분의 직경보다 작은 직경을 가지도록 형성된다. 상기 볼안착돌부(132)는 그 상면과 측면이 외부로 노출된다.
상기 볼안착돌부(132)의 표면에는 표면층(133)이 형성된다. 상기 표면층(133)은 아래에서 설명될 솔더볼(135)의 부착이 보다 확실하게 되도록 하기 위한 것으로, 금과 니켈로 형성된다. 상기 표면층(133)은 상기 볼안착돌부(132)의 표면인 상면과 측면을 둘러 형성된다.
상기 볼안착돌부(132)상에는 솔더볼(135)이 부착된다. 상기 솔더볼(135)은 상기 인쇄회로기판(121)과 외부와의 전기적 연결을 위한 것이다. 상기 솔더볼(135)은 상기 볼안착돌부(132)의 상면 및 측면에 형성된 표면층(133)에 결합된다.
이제, 도 6a에서 도 6f를 참고하여 본 발명 실시예의 패드를 제작하는 것을 설명한다.
도 6a에는 솔더볼(135)이 부착될 패드(129)가 형성될 부분이 노출된 상태의 인쇄회로기판(121)이 도시되어 있다. 즉, 절연층(123)의 표면에 회로패턴(125)이 형성되고, 절연층(123)과 회로패턴(125)을 덮도록 솔더리지스트(127)가 인쇄회로기판(121)의 표면에 도포되어 있다.
다음으로, 상기 인쇄회로기판(121)의 표면에 마스크(137)를 도포한다. 상기 마스크(137)는 포토리지스트나 드라이필름 등이 사용될 수 있다. 상기 마스크(137)가 인쇄회로기판(121)의 표면에 형성된 상태가 도 6b에 도시되어 있다. 상기 마스크(137)중 상기 패드(129)에 대응되는 부분을 제거하여 패드윈도우(137')를 형성한다. 상기 패드윈도우(137')는 상기 솔더리지스트(127)가 패드(129)가 형성될 부분을 노출시킨 것보다 더 좁은 면적만큼 형성된다. 즉, 상기 솔더리지스트(127)가 패드(129)가 형성될 부분을 노출시킨 것보다 더 회로패턴(125)부분을 덮는다. 이와 같은 상태가 도 6c에 도시되어 있다.
다음으로, 상기 패드(129)의 볼안착돌부(132)를 형성한다. 즉, 상기 패드윈도우(137')내에 도금을 수행한다. 도금에 의해 상기 볼안착돌부(132)가 형성되어 미리 형성된 기저부(130)와 함께 패드(129)가 완성된다. 이와 같은 상태가 도 6d에 도시되어 있다.
한편, 상기 마스크(137)를 제거하면, 상기 볼안착돌부(132)는 상기 그 측면과 상면이 외부로 노출되게 형성된다. 상기 마스크(137)를 제거한 상태가 도 6e에 도시되어 있다.
상기 패드(129)중 상기 볼안착돌부(132)의 표면, 즉 그 상면과 측면에는 표면층(133)이 형성된다. 상기 표면층(133)은 금과 니켈로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 표면층(133)은 상기 패드(129)의 볼안착돌부(132)에 솔더볼(135)이 잘 부착될 수 있도록 한다. 이와 같이 표면층(133)이 형성된 상태가 도 6f에 도시되어 있다.
다음으로, 도 7에서 도 9를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예는 본 발명을 보드 온 칩 패키지(Board on chip package)에 사용되는 인쇄회로기판에 접목한 것이다. 즉, 위에서 설명된 2개의 실시예는 주로 다층 인쇄회로기판에 적용할 수 있는 것이고, 본 실시예는 하나의 절연층에 한 층의 회로패턴이 형성되는 단면 인쇄회로기판에 적합한 것이다.
도면에 도시된 바에 따르면, 인쇄회로기판(221)의 절연층(223) 표면에 회로패턴(225)이 형성되어 있다. 상기 절연층(223)상에 형성된 회로패턴(225)을 보호하기 위해 솔더리지스트(227)가 도포된다. 상기 솔더리지스트(227)는 인쇄회로기판(221)의 표면을 보호하는 역할을 하는 것으로, 인쇄회로기판(221)의 표면으로 노출되어야 하는 부분을 제외한 나머지 부분을 덮어 보호한다.
상기 솔더리지스트(227)에 의해 덮혀지지 않은 부분중 하나가 패드(229)이다. 상기 패드(229)는 다양한 기능을 하는 것이 있으나, 여기서는 솔더볼(235)이 부착되는 것이다. 상기 패드(229)는 그 가장자리가 솔더리지스트(227)에 의해 덮혀있지 않다. 이는 패드(229)의 측면이 외부로 노출될 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 패드(229)중 외부로 노출되는 표면은 상면과 측면이다.
상기 패드(229)중 상기 외부로 노출되는 상면의 반대면, 즉 절연층(223)과 결합된 부분에는 보강코어(231)가 형성된다. 상기 보강코어(231)는 상기 패드(229) 및 패드(229)와 연결된 회로패턴(225)의 강도를 보강하는 역할을 한다. 본 실시예에서는 상기 보강코어(231)가 상기 패드(229) 및 회로패턴(225)의 형상에 대응되게 형성되어 있다. 즉, 도 9를 살펴보면, 원판상의 패드(229)와 대응되게 원기둥형상으로 보강코어(231)가 형성되고, 사각형 판상의 회로패턴(225)과 대응되게 사각기 둥 형상으로 보강코어(231)가 형성된다. 상기 보강코어(231)는 상기 절연층(223)내에 묻혀서 상기 패드(229)와 회로패턴(225)의 강도를 보강한다.
상기 패드(229)의 표면에는 표면층(233)이 형성된다. 상기 표면층(233)은 아래에서 설명될 솔더볼(235)의 부착이 보다 확실하게 되도록 하기 위한 것으로, 금과 니켈로 형성된다. 상기 표면층(233)은 상기 패드(229)의 표면인 상면과 측면을 둘러 형성된다. 상기 패드(229)의 표면층(233)상에는 솔더볼(235)이 부착된다. 상기 솔더볼(235)은 상기 인쇄회로기판(221)과 외부와의 전기적 연결을 위한 것이다.
이제, 도 10a에서 도 10g를 참고하여 본 발명 실시예의 패드를 제작하는 것을 설명한다.
먼저, 금속층(225')의 일면에 마스크(240)를 위치시킨다. 상기 마스크(240)에는 보강코어(231)가 형성될 부분에 코어윈도우(240')가 형성된다. 상기 마스크(240)는 감광성물질, 드라이필름 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 상태가 도 10a에 도시되어 있다. 상기 코어윈도우(240')에 의해 노출된 금속층(225')에 도금을 통해 보강코어(231)를 형성한다. 이와 같은 상태가 도 10b에 도시되어 있다.
다음으로, 상기 마스크(240)를 제거하고, 상기 보강코어(231)가 형성된 쪽의 금속층 표면에 절연층(223)을 형성한다. 이와 같이 되면, 상기 보강코어(231)가 절연층(223)내에 묻히게 된다.(도 10c 참고)
절연층(223)을 형성한 후에는, 상기 금속층(225')을 선택적으로 제거하는 공정을 수행한다. 즉, 금속층(225')에 마스크(도시되지 않음)를 위치시키고 노광, 현상, 에칭을 수행하여 회로패턴(225)을 형성한다. 이때, 상기 회로패턴(225)과 함께 패드(229)도 형성된다.(도 10e 참고)
다음으로, 상기 회로패턴(225)등을 보호하기 위해 솔더리지스트(227)를 도포한다. 상기 솔더리지스트(227)는 상기 패드(229)의 가장자리를 덮지 않도록 도포된다. 이는 상기 패드(229)의 측면을 노출시켜 솔더볼(235)과의 결합면적을 넓히고, 결합이 상면뿐만 아니라 측면에서도 이루어지도록 하여, 솔더볼(235)과의 결합이 평면적으로만 이루어지지 않도록 한다. 이와 같은 상태가 도 10f에 도시되어 있다.
상기 패드(229)의 표면에는 표면층(233)을 형성한다. 상기 표면층(233)은 패드(229)와 솔더볼(235)사이의 결합이 확실하게 이루어지도록 하는 것이다. 상기 표면층(233)은 금과 니켈로 만들어진다. 이와 같은 상태가 도 10g에 도시되어 있다.
다음으로, 도 11에서 도 13을 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예는 절연층의 양측 표면에 회로패턴이 형성되는 양면 인쇄회로기판에 본 발명을 적용한 것이다. 이들 도면에 도시된 바에 따르면, 인쇄회로기판(321)의 절연층(323) 표면에 회로패턴(325)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 절연층(323)의 양측 표면에 회로패턴(325)이 형성된다. 상기 절연층(323)상에 형성된 회로패턴(325)을 보호하기 위해 솔더리지스트(327)가 도포된다. 상기 솔더리지스트(327)는 인쇄회로기판(321)의 표면을 보호하는 역할을 하는 것으로, 인쇄회로기판(321)의 표면으로 노출되어야 하는 부분을 제외한 나머지 부분을 덮어 보호한다.
상기 솔더리지스트(327)에 의해 덮혀지지 않은 부분중 하나가 패드(329)이다. 상기 패드(329)는 다양한 기능을 하는 것이 있으나, 여기서는 솔더볼(335)이 부착되는 것이다. 상기 패드(329)는 그 가장자리가 솔더리지스트(327)에 의해 덮혀 있지 않다. 이는 패드(329)의 측면이 외부로 노출될 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 패드(329)중 외부로 노출되는 표면은 상면과 측면이다.
상기 패드(329)중 상기 외부로 노출되는 상면의 반대면, 즉 절연층(323)과 결합된 부분에는 보강코어(331)가 형성된다. 상기 보강코어(331)는 상기 패드(329) 및 패드(329)와 연결된 회로패턴(325)의 강도를 보강하는 역할을 한다. 물론 본 발명에서는 상기 보강코어(331)가 상기 절연층(323)의 양면에 구비된 회로패턴(325)을 전기적으로 연결하는 연결범프의 역할도 한다.
상기 보강코어(331)는 상기 패드(329) 및 회로패턴(325)의 형상에 대응되게 형성되어 있다. 즉, 도 13을 살펴보면, 원판상의 패드(329)와 대응되게 원기둥형상으로 보강코어(331)가 형성되고, 사각형 판상의 회로패턴(325)과 대응되게 사각기둥 형상으로 보강코어(331)가 형성된다. 상기 보강코어(331)는 상기 절연층(323)을 관통하여 상기 패드(329)와 회로패턴(325)의 강도를 보강한다.
상기 패드(329)의 표면에는 표면층(333)이 형성된다. 상기 표면층(333)은 아래에서 설명될 솔더볼(335)의 부착이 보다 확실하게 되도록 하기 위한 것으로, 금과 니켈로 형성된다. 상기 표면층(333)은 상기 패드(329)의 표면인 상면과 측면을 둘러 형성된다. 상기 패드(329)의 표면층(333)상에는 솔더볼(335)이 부착된다. 상기 솔더볼(335)은 상기 인쇄회로기판(321)과 외부와의 전기적 연결을 위한 것이다.
이제, 도 14a에서 도 14h를 참고하여 본 발명 실시예의 패드를 제작하는 것을 설명한다.
먼저, 금속층(325')의 일면에 마스크(340)를 위치시킨다. 상기 마스크(340) 에는 보강코어(331)가 형성될 부분에 코어윈도우(340')가 형성된다. 상기 마스크(340)는 감광성물질, 드라이필름 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 상태가 도 14a에 도시되어 있다. 상기 코어윈도우(340')에 의해 노출된 금속층(325')에 도금을 통해 보강코어(331)를 형성한다. 이와 같은 상태가 도 14b에 도시되어 있다.
다음으로, 상기 마스크(340)상에 또 다른 마스크(342)를 설치한다. 상기 마스크(342)에는 상기 보강코어(331)를 더 연장하여 형성하여, 절연층(323) 양면의 회로패턴(325)을 전기적으로 연결할 수 있도록 한다. 도 14c에는 마스크(342)가 구비된 상태가 도시되어 있고, 도 14d에는 보강코어(331)가 더 길게 형성된 상태가 도시되어 있다.
보강코어(331)의 형성이 끝나면, 상기 마스크(340,342)를 모두 제거한다. 이와 같은 상태가 도 14e에 도시되어 있다. 상기 마스크(340,342)를 제거한 부분에는 절연층(323)을 형성하고, 상기 절연층(323)의 일면에 금속층(325')을 더 형성한다. 새로 형성된 금속층(325')은 상기 보강코어(331)와 소정의 온도와 압력에 의해 결합된다. 이와 같이 되면, 상기 절연층(323)의 양면에 모두 금속층(325')이 형성된다.(도 14f 참고)
다음으로, 상기 금속층(325')을 선택적으로 제거한다. 즉, 금속층(325')에 마스크(도시되지 않음)를 위치시키고 노광, 현상, 에칭을 수행하여 회로패턴(325)을 형성한다. 이때, 상기 회로패턴(325)과 함께 패드(329)도 형성된다.(도 14g 참고)
다음으로, 상기 회로패턴(325)등을 보호하기 위해 솔더리지스트(327)를 도포 한다. 상기 솔더리지스트(327)는 상기 패드(329)의 가장자리를 덮지 않도록 도포된다. 이는 상기 패드(329)의 측면을 노출시켜 솔더볼(335)과의 결합면적을 넓히고, 결합이 상면뿐만 아니라 측면에서도 이루어지도록 하여, 솔더볼(335)과의 결합이 평면적으로만 이루어지지 않도록 한다. 이와 같은 상태가 도 14h에 도시되어 있다.
상기 패드(329)의 표면에는 표면층(333)을 형성한다. 상기 표면층(333)은 패드(329)와 솔더볼(335)사이의 결합이 확실하게 이루어지도록 하는 것이다. 상기 표면층(233)은 금과 니켈로 만들어진다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명중 다층 인쇄회로기판에 적용되는 실시예 들에 따르면, 인쇄회로기판의 표면으로 노출되는 패드의 가장자리를 솔더리지스트로 덮어 보강하여 패드의 강도를 보강하고, 이와 동시에 패드에 볼안착돌부를 돌출되게 형성하여 볼안착돌부의 상면과 측면이 솔더볼과 결합되도록 하여 솔더볼과 패드가 3차원적으로 결합되도록 한다. 따라서, 가혹한 온도조건에서 인쇄회로기판이 사용되더라도 패드와 솔더볼 사이의 결합이 손상되지 않고, 외부 충격에 의한 패드와 절연층 및 회로패턴과의 분리가 발생하지 않게 되어 인쇄회로패턴의 내구성 및 신뢰성이 높아지는 이점이 있다.
또한, 본 발명중 단면 또는 양면 인쇄회로기판에 적용되는 실시예들에 따르면, 인쇄회로기판의 표면으로 노출되는 패드를 절연층 내에 있는 보강코어로 보강함과 동시에 패드의 상면과 측면이 노출되도록 하여 솔더볼과의 결합이 3차원적으로 이루어지도록 하였다. 따라서, 위에서와 마찬가지로, 가혹한 온도조건에서 인쇄회로기판이 사용되더라도 패드와 솔더볼 사이의 결합이 손상되지 않고, 외부 충격에 의한 패드와 절연층 및 회로패턴과의 분리가 발생하지 않게 되어 인쇄회로패턴의 내구성 및 신뢰성이 높아지는 이점이 있다.

Claims (25)

  1. 절연층 상에 형성되어 회로패턴과 전기적으로 연결되고 솔더리지스트의 개구된 부분을 통해 노출된 패드에 있어서,
    상기 절연층상에 형성되고 상기 회로패턴과 전기적으로 연결되는 기저부와,
    상기 기저부상에 형성되고 상기 솔더리지스트를 관통하는 연결부와,
    외부와의 전기적 연결을 위한 솔더볼이 안착되는 부분으로 상기 솔더리지스트의 표면으로 돌출되게 상기 연결부상에 형성되고 적어도 그 상면과 측면이 외부로 노출되는 볼안착돌부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼안착돌부의 표면에는 금과 니켈을 사용하여 표면층이 더 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기저부는 연결부가 형성된 부분을 제외한 나머지 부분이 상기 솔더리지스트에 의해 덮혀짐을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 3 항에 있어서, 상기 볼안착돌부는 상기 연결부의 직경과 같거나 더 큰 직경을 가짐을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  5. 절연층상에 회로패턴이 형성되고 솔더리지스트에 의해 덮혀진 표면의 회로패턴중 일부가 노출되도록 인쇄회로기판을 제조하는 단계와,
    상기 회로패턴중 노출된 부분과 대응되는 부분에 패드윈도우가 형성된 마스크를 형성하는 단계와,
    상기 패드윈도우에 의해 노출된 부분에 도금을 수행하여 상기 솔더리지스내에 연결부를 형성하고 상기 솔더리지스트의 표면으로 돌출되게 볼안착돌부를 형성하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 5 항에 있어서, 상기 패드윈도우는 상기 패드가 형성되는 부분의 솔더리지스트가 개구된 부분의 직경과 같거나 크게 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 볼안착돌부의 형성 후 상기 마스크를 제거하고, 상기 볼안착돌부의 표면에는 금과 니켈을 사용하여 표면층을 형성함을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  8. 절연층 상에 형성되어 회로패턴과 전기적으로 연결되고 솔더리지스트의 개구된 부분을 통해 노출된 패드에 있어서,
    상기 절연층상에 형성되고 그 가장자리가 상기 솔더리지스트에 의해 덮혀지며 상기 회로패턴과 전기적으로 연결되는 기저부와,
    외부와의 전기적 연결을 위한 솔더볼이 안착되는 부분으로 상기 기저부상에 형성되고 적어도 그 상면과 측면이 외부로 노출되는 볼안착돌부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항에 있어서, 상기 볼안착돌부의 표면에는 금과 니켈을 사용하여 표면층이 더 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 볼안착돌부의 직경은 상기 솔더리지스트의 개구된 부분의 직경보다 작게 형성되어, 볼안착돌부의 상면과 측면이 노출됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  11. 절연층상에 회로패턴이 형성되고 솔더리지스트에 의해 덮혀진 표면의 회로패턴중 일부가 노출되도록 인쇄회로기판을 제조하는 단계와,
    상기 회로패턴중 노출된 부분과 대응되는 부분에 패드윈도우가 형성된 마스크를 형성하는 단계와,
    상기 패드윈도우에 의해 노출된 부분에 도금을 수행하여 그 상면과 측면이 외부로 노출되게 볼안착돌부를 형성하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 볼안착돌부의 형성 후 상기 마스크를 제거하고, 상기 볼안착돌부의 표면에는 금과 니켈을 사용하여 표면층을 형성함을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  14. 절연층 상에 형성되어 회로패턴과 전기적으로 연결되고 솔더리지스트의 개구된 부분을 통해 노출된 패드에 있어서,
    상기 패드의 일면에는 상기 절연층 내에 위치되도록 보강코어가 형성되고,
    상기 솔더리지스트는 상기 패드의 가장자리에서 소정 거리 이격된 위치까지 도포됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항에 있어서, 상기 보강코어는 상기 패드와 연결되는 회로패턴까지 연장되어 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 15 항에 있어서, 상기 패드의 표면에는 금과 니켈로 표면층이 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연층의 일면에만 회로패턴이 형성되고, 상기 보강코어는 상기 절연층 내에 묻혀 있음을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연층의 양측 표면에 회로패턴이 형성되고, 상기 보강코어는 상기 절연층 양측 표면의 회로패턴 사이의 전기적 연결을 형성하도록 적어도 일부가 상기 절연층을 관통하여 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드.
  19. 금속층의 일면에 보강코어를 형성하는 단계와,
    상기 보강코어가 형성된 금속층의 일면에 절연층을 형성하는 단계와,
    상기 금속층을 선택적으로 제거하여 상기 절연층 상에 회로패턴과 패드를 형성하는 단계와,
    상기 회로패턴을 덮고 상기 패드의 가장자리에서 소정 거리 이격된 위치까지 솔더리지스트를 도포하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항에 있어서, 상기 패드의 표면에 금과 니켈로 표면층을 형성하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
  22. 금속층의 일면에 보강코어를 형성하는 단계와,
    상기 보강코어가 형성된 금속층의 일면에 절연층을 형성하는 단계와,
    상기 금속층과 반대되는 절연층의 표면에 상기 보강코어와 전기적으로 연결되게 또 하나의 금속층을 형성하는 단계와,
    상기 양측의 금속층을 선택적으로 제거하여 상기 절연층 상에 회로패턴과 패드를 형성하는 단계와,
    상기 회로패턴을 덮고 상기 패드의 가장자리에서 소정 거리 이격된 위치까지 솔더리지스트를 도포하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  23. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 22 항에 있어서, 상기 패드의 표면에 금과 니켈로 표면층을 형성하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  24. 청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 보강코어는 상기 금속층의 일면에 코어윈도우가 형성된 마스크를 형성하여 일차로 형성하고, 다시 상기 코어윈도우가 형성된 마스크상에 연결윈도우가 형성된 마스크를 사용하여 이차로 형성함을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
  25. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 24 항에 있어서, 상기 보강코어는 상기 마스크의 윈도우를 통해 노출된 금속층의 표면에 도금을 수행하여 형성함을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 패드 제조방법.
KR1020050065022A 2005-07-18 2005-07-18 인쇄회로기판의 패드 및 그 제조방법 KR100743233B1 (ko)

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