KR101055507B1 - 패턴부의 리페어 구조 및 리페어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패턴부의 리페어 구조 및 리페어 방법에 관한 것으로, 패턴부의 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층에 홈부를 형성한 상태에서, 이 홈부를 포함하여 오픈 불량부에 도전성 재료를 충진하여 리페어부를 형성하여 단선된 패턴부를 연결시키는 것을 특징으로 하며, 홈부가 도전성 재료의 번짐을 방지하는 댐역할을 수행함으로써 리페어부의 신뢰성을 향상시키게 된다.

패턴부, 리페어부, 오픈 불량부, 페이스트, 소결, 메탈 잉크

Description

패턴부의 리페어 구조 및 리페어 방법{A repair structure of pattern parts and a repair method of the pattern parts}

본 발명은 패턴부의 리페어 구조 및 리페어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오픈 불량부가 형성된 패턴부의 리페어 구조 및 리페어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판은 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동선으로 배선한 후, 보드 상에 IC 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들간의 전기적 배선을 구현하여 절연체로 코팅한 것이다.

최근, 전자산업의 발달에 전자 부품의 고기능화, 경박단소화에 대한 요구가 급증하고 있고, 이러한 전자부품을 탑재하는 인쇄회로기판 또한 고밀도 배선화 및 박판이 요구되고 있으며, 이는 인쇄회로기판의 제조 가격의 상승을 초래하고 있다.

이에 대처하기 위한 하나의 방법으로, 인쇄회로기판의 제조과정에서 발생하는 패턴부 불량에 대한 리페어(repair) 기술이 주목받고 있는 실정이다.

도 1에는 패턴부에 발생되는 결함을 나타내는 도면이 도시되어 있다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 인쇄회로기판의 제조과정에서 패턴부(10)에는 단선(open; 12), 결손(14), 굵어짐(16), 핀홀(pin hole; 18), 단락(short; 20), 돌기(22), 가늘어짐(24), 단선 직전의 결손(26)과 같은 다양한 결함이 발생된다.

이때, 단락(20), 굵어짐(16), 및 돌기(22)와 같은 쇼트 불량부에 대해서는 레이저 어블레이션(laser ablation) 방식을 이용한 상용장비를 통해 리페어 공정이 수행되고 있으나, 단선(12), 결손(14), 핀홀(18), 가늘어짐(24), 단선 직전의 결손(26)과 같은 오픈 불량부에 대해서는 별도의 자동화 설비가 없어 수작업에 의한 리페어 공정이 수행되고 있는 실정이다.

예를 들어, 종래에는 오픈 불량의 경우 작업자가 수작업을 통해 오픈성 불량부에 도금공정을 통해 도금두께를 맞추어 도금층을 형성하고, 규격을 벗어난 부위를 칼로 잘라내는 방식으로 진행되거나, 오픈 불량부에 도전성 재료를 충진하는 방식으로 진행되었다.

그러나, 도금공정에 의해 리페어 공정을 수행하는 경우에는 리페어 공정 시간이 너무 길어져 그 수율이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 반해, 도전성 재료를 충진하여 리페어 공정을 수행하는 경우에는 도금공정에 의한 경우보다 리페어 공정 시간은 단축되는 장점은 있으나, 오픈 불량부를 충진하는 과정에서 도전성 재료가 그 외부로 번짐으로써 다른 패턴부와의 쇼트가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 리페어 수율을 증대시키되, 도전성 재료의 번짐 현상을 최소화할 수 있는 패턴부의 리페어 구조 및 패턴부의 리페어 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 구조는, 패턴부의 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층에 형성된 홈부, 및 상기 홈부를 포함하여 상기 오픈 불량부에 도전성 재료가 충진되어 형성된 리페어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 홈부는 상기 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층의 길이방향으로 가장자리에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전성 재료는 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전성 재료는 금(Au), 은(Ag), 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 방법은, (A) 패턴부의 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층에 홈부를 형성하는 단계, (B) 상기 홈부를 포함하여 상기 오픈 불량부에 도전성 재료를 충진하는 단계, 및 (C) 상기 도전성 재료 를 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 홈부는 상기 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층의 길이방향으로 가장자리에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홈부는 레이저 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전성 재료는 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전성 재료는 금(Au), 은(Ag), 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 도전성 재료의 충진은 에어로졸 젯 프린팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅, 또는 디스펜싱 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (C) 단계에서, 상기 도전성 재료의 소결은 열처리 또는 레이저 처리에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 도전성 재료를 오픈 불량부에 충진, 소결하여 리페어부를 형성함으로써 수작업에 의한 리페어 공정에 비해 미세패턴에도 대응이 가능하며, 리페어 수율이 증대될 수 있는 패턴부의 리페어 구조 및 리페어 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층에 홈부를 형성한 상태에서 도전성 재료를 충진함으로써 도전성 재료가 번지는 현상을 최소화할 수 있고, 이에 따라 도전성 재료의 번짐에 의한 다른 패턴부와의 쇼트 불량부가 발생하지 않게 된다.

또한, 본 발명은 홈부가 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층의 양 가장자리에 형성됨으로써, 오픈 불량부의 중심 영역에 충진되는 도전성 재료가 일정 높이를 가질 수 있게 함으로써 도전성 재료에 의해 형성되는 패턴부의 신호 전달 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2(도 2a 및 도 2b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 구조를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 패턴부(104)의 리페어 구조에 대해 설명하기로 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 패턴부의 리페어 구조는 패턴부(104)의 오픈 불량부(106)에 의해 노출된 절연층에 홈부(108)를 형성한 상태에서, 이 홈부(108)를 포함하여 오픈 불량부(106)에 도전성 재료(112)를 충진하여 리페어부(114)를 형성하여 단선된 패턴부(104)를 연결시키는 것을 특징으로 한다.

여기서, 도전성 재료(112)는 도전성을 가짐으로써 오픈 불량부(106)에 충진되어 패턴부(104)의 오픈 불량을 보완할 수 있는 재료로서, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu)를 포함하는 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트가 사용된다.

본 실시예에서, 홈부(108)는 오픈 불량부(106)에 충진되는 도전성 재료(112)가 패턴부(104)의 폭을 넘어 번지는 현상을 방지하는 댐(dam) 역할을 수행하기 위한 것으로서, 오픈 불량부(106)에 의해 노출된 절연층(102)에 소정 깊이로 형성되되, 바람직하게는 오픈 불량부(106)에 의해 노출된 절연층(102)의 길이방향으로 가장자리에 형성된다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 방법 을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

이하, 이를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3(도 3a 및 도 3b)에 도시한 바와 같이, 절연층(102)에 형성된 패턴부(104)의 손상여부를 검사하여 오픈 불량부(106)를 감지한다. 여기서, 도 3a 및 도 3b는 각각 오픈 불량부(106)가 형성된 패턴부(104)의 개략적인 단면도 및 평면도이다.

이때, 패턴부(104)의 손상 여부는 검사용 핀(프로브)을 패턴부(104)에 접촉시켜 이상 유무를 검사하는 BBT(Bare Board Test), 확대경을 이용한 외관 검사, 영상 센서와 컴퓨터의 패턴부 이식 기술을 이용하여 외관 상태를 자동으로 검사하는 AOI(Automatic Optical Inspection) 등에 의해 수행된다.

한편, 도 3에는 도시의 편의를 위해 패턴부(104)가 하나의 절연층(102) 상에 직선 형태 구조를 채용하여 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 오픈성 불량을 갖는 다양한 구조의 패턴부를 단순하게 도시한 것으로서 예시적인 것에 불과하다 할 것이다.

다음, 도 4(도 4a 및 도 4b)에 도시한 바와 같이, 오픈 불량부(106)에 의해 노출된 절연층(102)에 홈부(108)를 가공한다. 여기서, 도 4a 및 도 4b는 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층에 홈부(108)가 가공된 상태를 나타내는 단면도 및 평면도 이다.

이때, 홈부(108)는 후술하는 공정에서 오픈 불량부(106)에 충진되는 도전성 재료(112)가 패턴부(104)의 폭을 넘어 번짐으로써 다른 패턴부와의 단락이 발생하는 문제를 방지하는 댐(dam) 역할을 수행하기 위한 것으로서, 오픈 불량부(106)에 의해 노출된 절연층(102)에 소정 깊이로 형성된다. 즉, 홈부(108)에 의해 형성되는 절연층(102)의 단차가 댐 역할을 수행함으로써 도전성 재료(112)가 번지는 현상을 방지하게 된다.

여기서, 홈부(108)는, 예를 들어 레이저 가공에 의해 형성되며, 홈부(108) 바닥면이 레이저 가공에 의해 조도가 형성됨으로써 도전성 재료(112)와의 접착력을 향상시키게 된다.

한편, 홈부(108)는 도전성 재료(112)의 번짐 현상을 방지하는 범위 내에서 다양한 형상으로 절연층(102)에 형성될 수 있다. 이때, 홈부(108)는 오픈 불량부(106)에 의해 노출되는 절연층(102)의 전체 영역에 걸쳐 형성되거나, 일부 영역에만 형성될 수도 있다. 또한, 홈부(108)는 홈부 측벽이 절연층(102)을 기준으로 수직하게 형성되는 것도 가능하나, 내부로 갈수록 폭이 넓어지는 구조(사다리꼴 형상)로 형성됨으로써 도전성 재료(112)를 잡는 일종의 앵커역할을 수행하도록 형성될 수 있다.

도 4b에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홈부(108)의 형상이 도시되어 있다. 즉, 도 4b에 도시한 바와 같이, 오픈 불량부(106)에 의해 단선된 패턴부(104)를 연결하도록 길이방향으로 형성되되, 패턴부(104)의 양 가장자리에 형성 될 수 있다. 이러한 형상으로 홈부(108)가 형성되는 경우에는 오픈 불량부(106)에 의해 노출되는 절연층(102)의 전체 영역에 걸쳐 홈부(108)가 형성될 때보다, 레이저 가공 시간을 단축시킬 수 있으며, 레이저 가공에 의한 절연층(102)의 손상을 최소화 할 수 있다.

다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 패턴부(104)의 오픈 불량부(106)에 도전성 재료(112)를 충진한다.

여기서, 도전성 재료(112)는 도전성을 가짐으로써 오픈 불량부(106)에 충진되어 패턴부(104)의 오픈 불량을 보완할 수 있는 재료로서, 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트가 사용된다. 이때, 도전성 재료(110)는, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 도전성 재료(112)의 충진은 일반적인 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 젯 프린팅(aerosol jet printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 마이크로 컨택 프린팅(micro contact printing), 디스펜싱 등의 방법에 의해 수행될 수 있다. 도 4에는 도시의 편의를 위해 디스펜서(110)에 의해 도전성 재료(112)가 충진되는 것으로 도시하였다.

본 단계에서, 도전성 재료(112)는 홈부(108) 내부를 포함하여 오픈 불량부(106)의 바닥부로부터 소정높이로 충진되는데, 홈부(108)에 의해 형성되는 절연층(102)의 단차가 도전성 재료(112)를 패턴부(104)의 폭을 넘어 번지는 현상을 방지함으로써 오픈 불량부(106)의 범위 내에서 소정 높이로 형성되게 된다.

여기서, 도전성 재료(112)는 그 충진 높이가 패턴부(104)의 높이에 비해 너무 작은 경우 단선된 패턴부(104)의 신호 전달 신뢰성을 보장할 수 없기 때문에 소정 높이 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 디스펜서(110)에 의해 홈부(108)를 포함하여 오픈 불량부(106)에 도전성 재료(112)를 충진하는 경우, 오픈 불량부(106)의 중심영역이 패턴부(104)와 가까운 영역에 비해 작은 높이로 형성되게 되는데, 오픈 불량부(106)의 중심영역에 충진되는 도전성 재료(112)의 높이가 너무 작은 경우 신호 전달 신뢰성이 약화될 수 있다. 이때, 도 4b에 도시한 바와 같이, 오픈 불량부(106)의 양 가장자리에 홈부(108)를 형성하는 경우 홈부(108) 내부의 절연층(102)은 홈부(108)보다 큰 높이를 갖기 때문에, 오픈 불량부(106)의 중심부에 충진되는 도전성 재료(112)의 높이를 일정수준 이상으로 형성할 수 있게 된다.

마지막으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 오픈 불량부(106)에 충진된 도전성 재료(112)를 소결하여 단선된 패턴부(104)를 연결하는 리페어부(114)를 형성한다.

본 단계는 도전성 재료(112)에 포함된 유기물을 태워 없애, 치밀한 구조를 갖도록 하기 위한 것으로서, 소정온도 이상으로 도전성 재료(112)를 열처리를 하거나 레이저 처리를 함으로써 수행될 수 있다.

즉, 도전성 재료(112)에 포함된 유기물을 없앰으로써 도전성이 향상되어 유기물에 의한 오픈 현상이 제거될 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 패턴부의 리페어 구조 및 리페어방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 패턴부에 발생되는 결함을 나타내는 도면이다.

도 2(도 2a 및 도 2b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 구조를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다.

도 3(도 3a 및 도 3b) 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

102 : 절연층 104 : 패턴부

106 : 오픈 불량부 108 : 홈부

110 : 디스펜서 112 : 도전성 재료

114 : 리페어부

Claims (11)

1. 패턴부의 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층의 길이방향으로 가장자리에 형성된 홈부; 및

   상기 홈부를 포함하여 상기 오픈 불량부에 도전성 재료가 충진되어 형성된 리페어부

   를 포함하는 패턴부의 리페어 구조.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 도전성 재료는 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트인 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 구조.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 도전성 재료는 금(Au), 은(Ag), 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 구조.
5. (A) 패턴부의 오픈 불량부에 의해 노출된 절연층의 길이방향으로 가장자리에 홈부를 형성하는 단계;

   (B) 상기 홈부를 포함하여 상기 오픈 불량부에 도전성 재료를 충진하는 단계; 및

   (C) 상기 도전성 재료를 소결하는 단계

   를 포함하는 패턴부의 리페어 방법.
6. 삭제
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 홈부는 레이저 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
8. 청구항 5에 있어서,

   상기 도전성 재료는 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트인 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
9. 청구항 5에 있어서,

   상기 도전성 재료는 금(Au), 은(Ag), 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
10. 청구항 5에 있어서,

    상기 (B) 단계에서,

    상기 도전성 재료의 충진은 에어로졸 젯 프린팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅, 또는 디스펜싱 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
11. 청구항 5에 있어서,

    상기 (C) 단계에서,

    상기 도전성 재료의 소결은 열처리 또는 레이저 처리에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.

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