KR101075677B1 - Ｌｇａ 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LGA 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 양면에 상부 전극패드 및 하부 전극패드가 각각 형성된 코어층; 상기 코어층의 양면에 형성되고, 상기 상부 전극패드 및 상기 하부 전극패드를 노출시키는 개구부를 구비한 솔더레지스트층; 상기 개구부에 노출된 상기 하부 전극패드 상에 형성된 하부 도금층; 및 상기 개구부에 노출된 상기 상부 전극패드 상에 형성되고, 상기 하부 도금층과 다른 두께를 갖는 상부 도금층;을 포함하는 LGA 기판을 제공하고, 또한 본 발명은 상기 LGA 기판의 제조방법을 제공한다.

기판, 도금, 두께

Description

ＬＧＡ 기판 및 그 제조방법{LGA substrate and method for manufacturing the same}

본 발명은 LGA 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 코어층의 상부에 형성되는 도금층의 두께가 코어층의 하부에 형성되는 도금층의 두께보다 얇은 LGA 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

LGA(Land Grid Array) 타입의 기판은 주기판(mother board)에 탈착이 가능하도록 LGA 사이드(side), 즉 기판 하부의 전극이 핀(pin)을 통해 연결되는 방식이다. 이에 LGA 기판의 전극패드 상에는 공기 중 노출로 인한 부식 방지 및 핀과의 물리적 접촉에 의한 훼손을 최소화하기 위해 기존의 BGA 방식에 대비해 약 10배의 두께로 무전해 금도금층이 형성된다.

도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 LGA 기판의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 양면에 전극패드(120)가 형성되어 있는 코 어층(core layer; 110)을 준비한다. 상기 코어층(110)은 절연체로 이루어질 수 있고, 상기 전극패드(120)는 구리(Cu) 등으로 이루어질 수 있다.

그 다음에, 상기 전극패드(120)를 포함한 상기 코어층(110)의 양면에 솔더 레지스트층(130)을 형성한다.

그런 다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 솔더 레지스트층(130)의 일부분을 제거하여 상기 전극패드(120)를 노출시키는 개구부(131)를 형성한다.

다음으로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(13)에 노출된 상기 전극패드(120) 상에 도전성 접착층(141) 및 도금층(142)을 순차로 형성한다.

여기서, 상기 도전성 접착층(141)은 Cu 재질의 상기 전극패드(120)와의 접착성이 우수한 금속, 예컨대 니켈(Ni) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 도금층(142)은 상기 니켈(Ni)의 산화를 방지할 수 있는 금속, 예컨대 금(Au) 등으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 도금층(142)은 상기 코어층(110)의 상하부에 모두 동일한 두께로 형성된다.

그런 후에, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 도금층(142) 상면에 접속되는 솔더 볼(solder ball; 150)을 형성한다.

그러나, 종래기술에 따른 LGA 기판의 제조방법에 따르면, 상술한 바와 같이 LGA 사이드, 즉 코어층(110)의 하부에 형성되는 전극패드(120)의 공기 중 노출로 인한 부식 및 핀과의 물리적 접촉에 의한 훼손을 방지하기 위해 기존의 BGA 방식에 비해 훨씬 두껍게 도금층(142)을 형성하고 있는데, 이때 코어층(110)의 상부에 형 성되는 도금층(142)은 상기 코어층(110)의 하부에 형성되는 도금층(142)과 동일하게 두껍게 형성될 필요가 없다.

즉, 상기 코어층(110)의 상부에 형성되는 도금층(142)은, 그 상부에 솔더 볼(150)이 형성되어 공기 중에 노출되지 않으므로, 코어층(110)의 하부에 형성되는 도금층(142)과 동일한 수준으로 두껍게 형성될 필요가 없으며, 상기와 같이 두껍게 형성될 경우 솔더 볼(150)과의 접합 신뢰성이 떨어지고, 재료비를 낭비하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 코어층의 상부에 형성되는 상부 도금층이 코어층의 하부에 형성되는 하부 도금층 보다 얇은 두께로 형성되도록 함으로써, 상기 상부 도금층 상에 형성되는 솔더 볼의 접합 신뢰성을 향상시키고 재료비 절감을 통해 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 LGA 기판 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 LGA 기판은, 양면에 상부 전극패드 및 하부 전극패드가 각각 형성된 코어층; 상기 코어층의 양면에 형성되고, 상기 상부 전극패드 및 상기 하부 전극패드를 노출시키는 개구부를 구비한 솔더레지스트층; 상기 개구부에 노출된 상기 하부 전극패드 상에 형성된 하부 도금층; 및 상기 개구부에 노출된 상기 상부 전극패드 상에 형성되고, 상기 하부 도금층과 다른 두께를 갖는 상부 도금층;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 상부 도금층은, 상기 하부 도금층 보다 얇은 두께로 형성될 수 있다.

또한, 상기 하부 도금층 및 상기 상부 도금층은 금(Au)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 상부 도금층 상에 형성된 솔더 볼을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부 전극패드와 상기 하부 도금층의 사이, 및 상기 상부 전극패 드와 상기 상부 도금층의 사이에 각각 개재된 도전성 접착층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 도전성 접착층은 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 LGA 기판의 제조방법은, 상면 및 하면에 상부 전극패드 및 하부 전극패드가 각각 형성된 코어층을 준비하는 단계; 상기 코어층의 상면 및 하면에, 상기 상부 전극패드를 덮는 상부 솔더레지스트층 및 상기 하부 전극패드를 덮는 하부 솔더레지스트층을 형성하는 단계; 상기 하부 솔더레지스트층의 일부를 제거하여 상기 하부 전극패드를 노출시키는 하부 개구부를 형성하는 단계; 상기 하부 개구부에 노출된 상기 하부 전극패드 상에 하부 도금층을 형성하는 단계; 상기 상부 솔더레지스트층의 일부를 제거하여 상기 상부 전극패드를 노출시키는 상부 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 상부 개구부에 노출된 상기 상부 전극패드 상에, 상기 하부 도금층과 서로 다른 두께로 상부 도금층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 상부 도금층을 형성하는 단계에서, 상기 상부 도금층은, 상기 하부 도금층 보다 얇은 두께로 형성할 수 있다.

또한, 상기 하부 도금층 및 상기 상부 도금층은 금(Au)으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 상부 도금층을 형성하는 단계 이후에, 상기 상부 도금층 상에 솔더 볼을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부 도금층을 형성하는 단계 이전에, 상기 하부 개구부에 노출된 상기 하부 전극패드 상에 도전성 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 상부 도금층을 형성하는 단계 이전에, 상기 상부 개구부에 노출된 상기 상부 전극패드 상에 도전성 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 LGA 기판 및 그 제조방법에 의하면, 코어층의 상부에 형성되는 상부 도금층이 코어층의 하부에 형성되는 하부 도금층 보다 얇은 두께로 형성되도록 함으로써, 상기 상부 도금층 상에 형성되는 솔더 볼의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 상부 도금층의 두께를 감소시켜, 가격이 비싼 금(Au)의 사용을 줄여 재료비를 절감할 수 있고, 제품의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 LGA 기판 및 그 제조방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상면에 상부 전극패드(220a)가 형성되고 하면에 하부 전극패드(220b)가 형성되어 있는 코어층(210), 및 상기 코어층(210)의 상면 및 하면에 형성된 상부 솔더레지스트층(230a) 및 하부 솔더레지스트층(230b)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 코어층(210)은 유리 섬유에 에폭시 수지(epoxy resin)을 침투시킨 유리/에폭시 수지 등의 절연체로 이루어질 수 있다.

상기 코어층(210)의 상면 및 하면에 형성된 상기 상부 전극패드(220a) 및 하부 전극패드(220b)는 구리(Cu) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 상부 솔더레지스트층(230a)에는 상기 상부 전극패드(220a)의 상면을 노출시키는 상부 개구부(231a)가 형성되어 있다.

또한, 상기 하부 솔더레지스트층(230b)에는, 상기 하부 전극패드(220b)의 상면을 노출시키는 하부 개구부(231b)가 형성되어 있다.

상기 상부 개구부(241a)에 노출된 상기 상부 전극패드(220a) 상에는 상부 도금층(242a)이 형성되어 있고, 상기 하부 개구부(241b)에 노출된 상기 하부 전극패드(220b) 상에는 하부 도금층(242b)이 형성되어 있다.

상기 상부 도금층(242a) 및 하부 도금층(242b)은 상기 상부 및 하부 전극패드(220a, 220b)의 부식을 방지하기 위해 금(Au) 등으로 이루어질 수 있다.

이에 더하여, 상기 상부 전극패드(220a)와 상기 상부 도금층(242a)의 사이에는 상부 도전성 접착층(241a)이 더 구비될 수 있다.

상기 상부 도전성 접착층(241a)은, 상기 상부 도금층(242a)과 상기 상부 전 극패드(220a) 간의 접착 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 상기 상부 도전성 접착층(241a)을 형성하는 재질로서 Ni 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 하부 전극패드(220b)와 상기 하부 도금층(242b) 사이에는 하부 도전성 접착층(241b)이 더 구비될 수 있다.

상기 하부 도전성 접착층(241a, 241b)은 상기 상부 도전성 접착층(241a, 241b)과 동일하게 Ni 등으로 이루어질 수 있다.

상기 상부 도금층(242a) 상에는 솔더 볼(solder ball; 250)이 형성되어 상기 상부 도금층(242a)과 접속되어 있다. 이때, 도면에 도시하지는 않았으나 상기 솔더 볼(250) 상에는 전자 부품(component) 등이 실장될 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판에 있어서, 상기 상부 도금층(242a)은 상기 하부 도금층(242b)과 다른 두께를 갖도록 형성되어 있으며, 이때 상기 상부 도금층(242a)은 상기 하부 도금층(242b) 보다 얇은 두께로 형성되어 있다.

여기서, 상기 하부 도금층(242b)은, LGA 사이드(side), 즉 상기 코어층(110)의 하부에 형성되는 하부 전극패드(220b)의 공기 중 노출로 인한 부식 및 핀과의 물리적 접촉에 의한 훼손 등을 방지하기 위해 기존의 BGA 방식에 비해 더 두꺼운 두께, 예컨대 약 0.4 ㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 상부 도금층(242a)은, 그 상부에 솔더 볼(250)이 형성되어 공기 중에 노출되지 않으므로, 상기 하부 전극패드(220b)와 동일한 두께로 형성될 필요가 없다. 상기 상부 도금층(242a)은 상기 하부 도금층(242b) 보다 얇은 두께, 예컨대 약 0.07 ㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판에 따르면, 상기 상부 도금층(242a)의 두께를 감소시킴으로써, 가격이 비싼 금(Au)의 사용을 줄여 재료비 절감의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 상부 도금층(242a)의 두께가 기존에 비해 얇게 형성됨으로써, 상기 솔더 볼(250)이 상부 솔더레지스트층(230a) 내부에 더욱 깊숙히 형성되도록 하여 상기 솔더 볼(250)의 접합 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.

이하, 도 3a 내지 도 3g를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판의 제조방법을 상세하게 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상면에 상부 전극패드(220a)가 형성되고 하면에 하부 전극패드(220b)가 형성된 코어층(210)을 준비한다.

다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 코어층(210)의 상면 및 하면에, 상기 상부 전극패드(220a)를 덮는 상부 솔더레지스트층(230a) 및 상기 하부 전극패드(220b)를 덮는 하부 솔더레지스트층(230b)을 형성한다.

그런 다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 하부 솔더레지스트층(230b)의 일부를 제거하여 상기 하부 전극패드(220b)를 노출시키는 하부 개구부(231b)를 형성한다.

상기 하부 개구부(231b)는, 상기 하부 솔더레지스트층(230b)의 일부를 노광 및 현상 공정을 통해 제거함으로써 형성할 수 있다.

또한, 상기 하부 개구부(231b)는 상기한 노광 및 현상 공정 대신에 LDA(Laser Direct Ablation) 방식으로 상기 하부 솔더레지스트층(230b)의 일부를 제거하여 형성할 수도 있다. 상기 LDA 방식은 레이저를 이용하여 미세한 크기의 개구부를 구현할 수 있는 장점이 있다.

그런 후에, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 하부 개구부(231b)에 노출된 상기 하부 전극패드(220b) 상에 하부 도전성 접착층(241b) 및 하부 도금층(242b)을 차례로 무전해 도금하여 형성한다.

상기 하부 도전성 접착층(241b)은 니켈(Ni) 등으로 형성할 수 있고, 상기 하부 도금층(242b)은 금(Au) 등으로 형성할 수 있다.

여기서, 상기 하부 도전성 접착층(241b)은, 상기 하부 도금층(242b)의 접착 강도를 향상시키기 위하여 약 7㎛의 두께로 형성할 수 있고, 상기 하부 도금층(242b)은 내식성 및 내마모성을 고려하여 약 0.4 ㎛의 두께로 형성할 수 있다.

그 다음에, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 상부 솔더레지스트층(230a)의 일부를 제거하여 상기 상부 전극패드(220a)를 노출시키는 상부 개구부(231a)를 형성한다.

상 상부 개구부(231a)는, 상기 하부 개구부(231b)와 마찬가지로 상기 상부 솔더레지스트층(230a)의 일부를 노광 및 현상하거나, LDA 방식으로 제거하여 형성할 수 있다.

그런 다음, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 상부 개구부(231a)에 노출된 상기 상부 전극패드(220a) 상에 상부 도전성 접착층(241a) 및 상부 도금층(242a)을 차례로 무전해 도금하여 형성한다.

상기 상부 도전성 접착층(241a)은 상기 하부 도전성 접착층(241b)과 동일하게 Ni 등을 이용하여 약 7㎛의 두께로 형성할 수 있다.

그리고, 상기 상부 도금층(242a)은, 상기 하부 도금층(242b)과 서로 다른 두께로 형성한다. 이때 상기 상부 도금층(242a)은, 상기 하부 도금층(242b) 보다 얇은 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 상부 도금층(242a)은 Au 등을 이용하여 약 0.07 ㎛의 두께로 형성될 수 있다.

그런 후에, 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 상부 도금층(242a) 상에 솔더 볼(250)을 형성한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판의 제조방법에서는, 먼저 코어층(210)의 하부에 형성된 하부 전극패드(220b)를 노출시켜, 상기 하부 전극패드(220b) 상에 하부 도금층(242b)을 형성하고 난 후에, 상기 코어층(210)의 상부에 형성된 상부 전극패드(220a)를 노출시켜, 상기 상부 전극패드(220a) 상에 상기 하부 도금층(242b)보다 얇은 두께로 상부 도금층(242a)을 형성한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 코어층(210)의 상하부에 형성되는 도금층(242a, 242b)의 두께를 서로 다르게 형성할 수 있고, 이때 상기 상부 도금층(242a)을 상기 하부 도금층(242b) 보다 얇게 형성함으로써 상기 상하부 도금층(242a, 242b) 재료인 Au의 사용량을 줄여 재료비를 절감할 수 있고, 제품의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 상부 도금층(242a)의 두께를 기존에 비해 얇게 형성함으로써, 상기 솔더 볼(250)이 상부 솔더레지스트층(230a) 내부에 더욱 깊숙히 형성되도록 하여 상기 솔더 볼(250)의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 LGA 기판의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판을 나타낸 단면도.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 LGA 기판의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

210: 코어층 220a: 상부 전극패드

220b: 하부 전극패드 230a: 상부 솔더레지스트층

230b: 하부 솔더레지스트층 231a: 상부 개구부

231b: 하부 개구부 241a: 상부 도전성 접착층

241b: 하부 도전성 접착층 242a: 상부 도금층

242b: 하부 도금층 250: 솔더 볼

Claims (12)

1. 양면에 상부 전극패드 및 하부 전극패드가 각각 형성된 코어층;

   상기 코어층의 양면에 형성되고, 상기 상부 전극패드 및 상기 하부 전극패드를 노출시키는 개구부를 구비한 솔더레지스트층;

   상기 개구부에 노출된 상기 하부 전극패드 상에 형성된 하부 도금층; 및

   상기 개구부에 노출된 상기 상부 전극패드 상에 형성되고, 상기 하부 도금층 보다 얇은 두께를 갖는 상부 도금층;

   을 포함하는 LGA 기판.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 하부 도금층 및 상기 상부 도금층은 금(Au)을 포함하는 LGA 기판.
4. 제1항에 있어서,

   상기 상부 도금층 상에 형성된 솔더 볼을 더 포함하는 LGA 기판.
5. 제1항에 있어서,

   상기 하부 전극패드와 상기 하부 도금층의 사이, 및 상기 상부 전극패드와 상기 상부 도금층의 사이에 각각 개재된 도전성 접착층을 더 포함하는 LGA 기판.
6. 제5항에 있어서,

   상기 도전성 접착층은 니켈(Ni)을 포함하는 LGA 기판.
7. 상면 및 하면에 상부 전극패드 및 하부 전극패드가 각각 형성된 코어층을 준비하는 단계;

   상기 코어층의 상면 및 하면에, 상기 상부 전극패드를 덮는 상부 솔더레지스트층 및 상기 하부 전극패드를 덮는 하부 솔더레지스트층을 형성하는 단계;

   상기 하부 솔더레지스트층의 일부를 제거하여 상기 하부 전극패드를 노출시키는 하부 개구부를 형성하는 단계;

   상기 하부 개구부에 노출된 상기 하부 전극패드 상에 하부 도금층을 형성하는 단계;

   상기 상부 솔더레지스트층의 일부를 제거하여 상기 상부 전극패드를 노출시키는 상부 개구부를 형성하는 단계; 및

   상기 상부 개구부에 노출된 상기 상부 전극패드 상에, 상기 하부 도금층 보다 얇은 두께로 상부 도금층을 형성하는 단계;

   를 포함하는 LGA 기판의 제조방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,

   상기 하부 도금층 및 상기 상부 도금층은 금(Au)으로 형성하는 LGA 기판의 제조방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 상부 도금층을 형성하는 단계 이후에,

    상기 상부 도금층 상에 솔더 볼을 형성하는 단계를 더 포함하는 LGA 기판의 제조방법.
11. 제7항에 있어서,

    상기 하부 도금층을 형성하는 단계 이전에,

    상기 하부 개구부에 노출된 상기 하부 전극패드 상에 도전성 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 LGA 기판의 제조방법.
12. 제7항에 있어서,

    상기 상부 도금층을 형성하는 단계 이전에,

    상기 상부 개구부에 노출된 상기 상부 전극패드 상에 도전성 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 LGA 기판의 제조방법.

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