KR101484786B1 - 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 집적회로 상에 외부와의 전기접속을 위한 복수의 도전성 범프를 구비하는 적어도 하나의 집적회로 패키지가 각각의 접속부재에 의해 다층 인쇄회로기판의 코어층 내에 수용되어 있는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판에 있어서, 상기 접속부재 중 적어도 하나의 집적회로 패키지 상의 접속부재는 상기 도전성 범프와 접하는 콘택홀을 구비하도록 상기 도전성 범프와 상기 코어층 사이 영역에 형성되며; 상기 도전성 범프는 상기 콘택홀 내에 형성된 도전체층을 통해 외부와 전기접속됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판에 있어서 빌드업층의 수를 줄이고 집적회로의 내장방향을 자유롭게 조절할 수 있다.
집적회로 패키지, 인쇄회로기판, 팬아웃, 범프, 접착필름

Description

집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법{INTEGRATED CIRCUIT PACKAGE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 다층 인쇄회로기판 내에 집적회로 패키지가 내장되어 있는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 전자기기의 소형화 및 슬림화의 요구뿐만 아니라 다양한 부가 기능의 요구도 함께 증가함에 따라 고밀도 집적기술은 필요불가결하다. 이에 따라 과거에는 표면실장(SMD) 하여 인쇄회로기판(PCB) 상에 실장하였던 부품들을 인쇄회로기판 내부에 내장하여 더욱 많은 부품을 집적하는 기술이 출현하게 되었다.
그 중 대표적인 것이 집적회로(전자소자)를 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package; WLP)를 통해 재배선하여 인쇄회로기판에 내장하는 기술이다. 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판은 이러한 소형화 및 다기능성의 장점과 더불어 고기능화라는 측면도 어느 정도 포함하고 있는데 이는 100MHz이상의 고주파에서 배선거리를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 연성회로기판(FC, flexible circuit board)이나 BGA(ball grid array)에서 사용되는 와이어 본딩(wird bonding) 또는 솔더 볼(Solder ball)을 이용한 부품의 연결에서 오는 신뢰성의 문제를 개선할 수 있는 방편을 제공하기 때문이다.
도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1은 종래 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 다층 인쇄회로기판은 코어 절연층(111), 코어 도전층(112, 113)을 포함하는 코어층(110) 상에 절연층(121, 131)과 도전층(122, 132)이 교대로 반복하여 적층되고, 복수의 절연층(121, 131)에는 비아홀들(123, 133)이 형성되어 비아홀을 통해서 층간 및 외부와 전기적으로 접속되는 빌드업(build-up)층(120, 130)으로 구성된다. 웨이퍼 레벨 패키지(150)는 집적회로(151)의 상면에 외부 전기접속을 위한 복수의 도전성 범프(152)를 구비하고 있으며, 다층 인쇄회로기판의 코어 절연층(111) 내의 캐비티(cavity)(150A)에 배치된다. 이때, 웨이퍼 레벨 패키지(150)는 집적회로(151) 상의 도전성 범프(152)가 형성되어 있지 않은 면에 접착필름(die attach film)(160)이 부착되어 캐비티의 저면 즉, 코어 절연층(111) 하부의 코어 도전층(113) 상에 부착된다.
그러나, 상기 종래 기술에서는 내장된 집적회로 패키지를 외부와 접속하기 위한 팬-아웃(fan-out) 작업을 위해 코어 도전층(코어층의 동박)을 벗겨 내어 캐비티(cavity)를 형성하고 코어층 위에 빌드업 되는 층부터 레이저를 이용하여 형성한 비아홀(laser via hole;LVH)을 통해 배선을 하게 된다. 따라서 팬-아웃 하기 위해서는 적어도 한층 이상의 빌드업층이 필요하게 되며, 외부와의 상호접 속(interconnection)이 많을 경우에는 여러 층의 빌드업층이 필요하고, 빌드업층의 수가 많아질수록 인쇄회로기판의 단가가 상승하는 문제점이 있다.
또한 상기 종래기술에서는, 복수의 집적회로 패키지를 인쇄회로기판에 배치하는 경우, 공정 편의상 도 2에 도시된 바와 같이 두 개 이상의 집적회로 패키지(150)를 모두 한쪽 방향으로 내장하는 것이 일반적이며, 서로 다른 방향을 향하도록 집적회로 패키지의 내장방향을 변경하는 것이 곤란하다.
만일, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 두 개의 집적회로 패키지를 서로 다른 방향으로 내장할 경우, 동일한 공정이 여러 번 반복되는 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 코어층(110)을 양쪽 모두 활용할 수 없다는 점에서 빌드업층(120, 120', 130, 130')의 수가 더 증가하게 되며(도 3의 (b)) 결국 비용 인상요인으로 작용하는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판 제조시 빌드업층의 수를 줄일 수 있는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 집적회로의 내장방향을 자유롭게 조절하여 배선의 자유도를 향상시킬 수 있는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은, 집적회로 상에 외부와의 전기접속을 위한 복수의 도전성 범프를 구비하는 적어도 하나의 집적회로 패키지가 각각의 접속부재에 의해 다층 인쇄회로기판의 코어층 내에 수용되어 있는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판에 있어서, 상기 접속부재 중 적어도 하나의 집적회로 패키지 상의 접속부재는 상기 도전성 범프와 접하는 콘택홀을 구비하도록 상기 도전성 범프와 상기 코어층 사이 영역에 형성되며; 상기 도전성 범프는 상기 콘택홀 내에 형성된 도전체층을 통해 외부와 전기접속됨을 특징으로 한다.
상기 코어층은 코어 절연층과, 상기 코어 절연층의 상면 및 저면에 형성된 코어 도전층을 구비하며, 상기 콘택홀 내에 형성된 상기 도전체층의 적어도 일부는 상기 코어 도전층과 전기 접속됨을 특징으로 한다.
상기 집적회로 패키지는 복수 개이며, 상기 복수 개의 집적회로 패키지 중 적어도 하나의 집적회로 패키지 상의 상기 도전성 범프의 내장방향은 나머지 집적회로 패키지 상의 도전성 범프의 내장방향과 180° 각도를 이루는 것임을 특징으로 한다.
상기 접속부재 중 적어도 하나의 집적회로 패키지 상의 접속부재는 상기 도전성 범프가 형성된 면의 대향면 상에 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 집적회로 상에 외부와의 전기접속을 위한 복수의 도전성 범프를 각각 구비하는 적어도 하나의 집적회로 패키지를 내장하고 있는 집적회로 패 키지 내장 인쇄회로기판의 제조방법에 있어서, (a) 코어 절연층의 상면 및 저면에 제1 및 제2 코어 도전층을 형성한 다음 상하면의 전기도통을 위한 비아홀 및 코어 도전층 회로패턴을 선택적으로 형성하는 과정과; (b) 상기 코어 절연층 내에 상기 집적회로 패키지를 수용하기 위한, 제1 방향으로 개구된 제1 캐비티를 형성하는 과정과; (c) 상기 집적회로 패키지 중 적어도 하나는 상기 도전성 범프와 상기 제1 코어 도전층 사이에 접속부재가 개재되도록 상기 제1 캐비티 내에 수용시키는 과정과; (d) 상기 집적회로 패키지의 상기 도전성 범프가 노출되도록 상기 도전성 범프와 오버랩되어 있는 영역의 상기 제1 및 제2 코어 도전층 및 상기 접속부재를 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하는 과정; 및 (e) 상기 집적회로 패키지의 상기 도전성 범프와 상기 제1 또는 제2 코어 도전층이 접속되도록 상기 콘택홀 내에 연결도선을 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기 (c) 과정과 상기 (d) 과정 사이에, (f) 상기 코어 절연층 내에 상기 집적회로 패키지를 수용하기 위한, 상기 제1 방향과 180°도 각도를 이루는 제2 방향으로 개구된 제2 캐비티를 형성하는 과정; 및 (g) 상기 집적회로 패키지 중 적어도 하나는 상기 도전성 범프와 상기 제2 코어 도전층 사이에 접속부재가 개재되도록 상기 제2 캐비티 내에 수용시키는 과정을 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 (e)과정 후, (h) 전체구조 상면 및 저면에 각각 적어도 하나의 빌드업층을 형성하는 과정을 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 (c)과정 또는 상기 (g) 과정 중 적어도 하나의 과정 후, (i) 상기 제1 캐비티 또는 상기 제2 캐비티 내의 갭을 절연물질로 충진하는 과정을 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 (c) 과정은, 상기 집적회로 패키지 중 적어도 하나는 상기 집적회로와 상기 제1 코어 도전층 사이에 접속부재가 개재되도록 상기 제1 캐비티 내에 수용시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 코어 도전층을 팬아웃층으로 활용하여 빌드업층의 수를 줄임으로써 인쇄회로기판의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조공정을 간소화하고 원가를 절감할 수 있다.
또한, 집적회로와 외부의 접속관계(interconnection)를 고려하여 집적회로 패키지의 내장 방향을 자유롭게 변화시킬 수 있으므로, 팬아웃 시 배선의 자유도를 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 개략적으로 나타낸 도면으로, 하나의 집적회로 패키지를 내장하고 있는 인 쇄회로기판을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판은 코어층(10)과, 상기 코어층(10) 상에 빌드업층(20)이 적층되어 이루어진 다층 인쇄회로기판(100)과; 상기 다층 인쇄회로기판(100)에 내장되도록 상기 코어층(10) 내에 배치되며, 집적회로(51) 상에 외부와의 전기접속을 위한 도전성 범프(52)를 구비하고 있는 집적회로 패키지(50)를 포함하며, 상기 집적회로 패키지(50)는 접속부재(60)에 의해 상기 코어층(10) 내에 고정되어 있다.
상기 코어층(10)은 코어 절연층(11)과, 상기 코어 절연층(11)의 상면 및 저면에 형성된 코어 도전층(12, 13)을 구비한다. 코어층(10)은 인쇄회로기판 제조를 위한 원판으로서 예를 들면, FR4 재질의 코어 절연층(11)에 동박(copper foil) 코팅된 코어 도전층(12, 13)으로 이루어진다. 상기 코어층(10)은 집적회로 패키지를 수용하기 위한 캐비티(50A)를 구비한다.
상기 빌드업층(20)은 상기 코어층(10) 상에 형성된 빌드업 절연층(21)과, 상기 빌드업 절연층(21) 상에 형성된 빌드업 도전층(22) 및 상기 빌드업 절연층(21)을 관통하도록 형성되어 층간 전기접속하는 비아홀(23)을 구비한다. 도 4에서는, 집적회로 패키지 상측에 단일 층수의 빌드업층을 구비하는 경우에 대해 도시하였으나, 더 많은 층수의 인쇄회로기판을 제조하고자 하는 경우에는 상기 빌드업층(20)의 상면 및 상기 코어층(10)의 저면에 예정된 층수의 빌드업층을 추가로 적층하여 구성한다.
상기 집적회로 패키지(50)는 예를 들면, 웨이퍼 레벨 패키지로서 재배선을 통해 집적회로(51) 칩 상의 입출력패드(미도시)로부터 보다 큰 패드로 재배치되어 외부와의 접속단자 역할을 하는 복수의 도전성 범프(52)를 구비한다.
상기 집적회로 패키지(50)는 인쇄회로기판(100)의 코어층(10)에 완전히 수용되도록 캐비티(50A) 내에 배치되며, 접속부재 예를 들면, 접착필름(60)에 의해 고정된다. 이때, 접착필름(60)은 집적회로 패키지(50)의 도전성 범프(52) 위쪽, 즉, 도전성 범프(52)의 상면과 코어 도전층(12) 사이에 배치되어 있고, 도전성 범프(52)의 상면과 접하고 있는 부분에는 콘택홀(61)이 형성되어 이 콘택홀(61)을 도전체층으로 채워 연결도선(63)을 형성함으로써 도전성 범프(52)가 코어 도전층(12)과 직접 연결되도록 한다. 즉, 도전성 범프(52)가 코어 도전층(12)을 통해 외부와 전기접속되는 구조이다. 이에 따라, 팬아웃(fan-out) 시, 코어 절연층(111) 위의 제1 빌드업 절연층(121)에 형성된 비아홀(123)을 통해 제1 빌드업 도전층(122)과 접속하는 종래 구조(도 1 참조)에 비해 빌드업층의 수를 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도로, 두 개의 웨이퍼 레벨 패키지(50, 50')를 내장하고 있는 경우를 예시적으로 나타낸 것이다. 도 5의 실시예는, 도 4에 도시된 하나의 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 원리를 내장방향이 서로 반대(180° 각도)인 두 개의 집적회로 패키지를 구비하는 인쇄회로기판으로 확장 적용한 것이다.
도 5를 참조하면, 하나의 집적회로 패키지(50)는 도전성 범프(52)가 인쇄회로기판의 상면(U)을 향하고 있고, 다른 하나의 집적회로 패키지(50')는 도전성 범프(52')가 인쇄회로기판의 저면(B)을 향하고 있다. 또한, 코어층(10)의 저면에도 빌드업층(30)이 형성되어 있으며, UB선을 따라 180°각도로 대체로 대칭을 이루고 있다. 이와 같이, 2개의 집적회로 패키지를 서로 반대방향으로 배치하는 경우, 코어 절연층(11)의 상면 및 저면 양쪽의 코어 도전층(12, 13)을 모두 패아웃층으로 활용할 수 있으므로 빌드업층의 수를 더욱 줄일 수 있다. 또한, 집적회로와 외부의 접속관계(interconnection)를 고려하여 집적회로 패키지의 내장 방향을 자유롭게 변화시킬 수 있으므로 팬아웃 시 배선의 자유도를 향상시킬 수 있다.
한편, 도 5에서 빌드업층(20, 30)의 상면 및 저면에 형성된 솔더 레지스트층(70), 개구(71) 등을 포함하는 미설명 도면부호들에 대해서는 도 5의 제조과정에 대해 설명하고 있는 도 6a 내지 도 6j에서 설명될 것이다.
도 6a 내지 도 6j는 도 5에 도시된 2개의 웨이퍼 레벨 패키지를 내장하고 있는 인쇄회로기판의 제조과정을 나타낸 단면도로, 이를 통해 본 발명의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 참고로, 도 5에서 UB선을 중심으로 오른쪽에 도시된 구조는 도 4의 구조와 동일하므로 본 실시예의 공정에 의해 도 4에 도시된 구조의 구현을 위한 제조방법이 설명될 수 있음은 물론이다.
먼저, 도 6a는 코어 절연층(11)과, 상기 코어 절연층(11)의 상면 및 저면에 형성된 코어 도전층(12, 13)으로 이루어진 코어층(10)에 제1 방향으로 집적회로 패키지를 수용하기 위한 제1 캐비티(50A)를 형성하는 과정이다. 제1 방향은, 도 5에 도시된 바와 같이 도전성 범프(52)가 인쇄회로기판의 상측(U)을 향하도록 집적회로 패키지(들)을 배치하는 것을 의미하며, 본 실시예에서는 하나의 집적회로 패키지를 제1 방향으로 내장하고 있는 경우를 도시하고 있으나 필요에 따라 복수 개 내장할 수 있다. 따라서, 내장될 제1 방향의 집적회로 패키지의 수만큼 캐비티를 형성한다. 상기 캐비티(50A)는 아래쪽으로 개구된 캐비티(50A)로서 통상의 드릴링(drilling) 공정을 통해, 수용하고자 하는 집적회로 패키지(50)의 사이즈를 고려하여 적절히 형성한다. 이때, 캐비티(50A) 내에 집적회로 패키지의 수용이 용이하도록 캐비티(50A)의 내벽과 집적회로 패키지 사이에 갭이 형성될 수 있도록 한다.
도 6b는 상기 캐비티(50A) 내에 집적회로 패키지(50)를 배치하는 과정이다. 집적회로(51)의 상측에 복수의 도전성 범프(52)를 구비하고 있는 집적회로 패키지(50)를 준비하고, 도전성 범프(52) 상부에 접착필름(60)을 부착한 다음 캐비티(50A) 내에 배치한다. 이때, 접착필름(60)을 코어 절연층(11) 상면의 코어 도전층(12)에 부착함으로써 집적회로 패키지(50)를 제1 방향으로 캐비티(50A) 내에 고정한다.
도 6c는 캐비티(50A) 내에 보이드가 생기지 않도록 캐비티(50A)의 내벽과 집적회로 패키지(50) 사이의 갭을 수지층(53)으로 충진하는 과정이다.
도 6d는 코어층(10)에 제2 방향으로 집적회로 패키지를 수용하기 위한 제2 캐비티(50A')를 형성하는 과정이다. 제2 방향은, 도전성 범프(52)가 인쇄회로기판의 저면(U)을 향하도록 집적회로 패키지(50')(들)을 배치하는 것을 의미하며, 도 5에 도시된 집적회로 패키지(50)를 108°각도로 회전한 경우이다. 마찬가지로, 본 실시예에서는 하나의 집적회로 패키지를 제2 방향으로 내장하고 있는 경우를 도시하고 있으나 필요에 따라 복수 개 내장할 수 있다. 따라서, 내장될 제2 방향의 집적회로 패키지의 수만큼 캐비티를 형성한다. 상기 캐비티(50A')는 위쪽으로 개구된 캐비티(50A')로서 통상의 드릴링(drilling) 공정을 통해, 수용하고자 하는 집적회로 패키지(50')의 사이즈를 고려하여, 캐비티(50A')의 내벽과 집적회로 패키지 사이에 갭이 형성될 수 있도록 적절히 형성한다.
도 6e는 상기 제2 캐비티(50A') 내에 집적회로 패키지(50')를 제2 방향으로 배치한 다음, 캐비티(50A')의 내벽과 집적회로 패키지(50) 사이의 갭을 수지층(53')으로 충진하는 과정이다. 집적회로(51'') 상에 복수의 도전성 범프(52')를 구비하고 있는 집적회로 패키지(50')를 준비하고, 도전성 범프(52') 상에 접착필름(60')을 부착한 다음 캐비티(50A') 내에 배치한다. 이때, 접착필름(60')을 코어 절연층(11) 저면의 코어 도전층(13)에 부착함으로써 집적회로 패키지(50')를 제2 방향으로 캐비티(50A') 내에 고정한다. 이후, 캐비티(50A') 내에 보이드가 생기지 않도록 수지층(53')으로 캐비티(50A')를 충진한다.
도 6f는 상기 도전성 범프(52, 52')와 접착되어 있는 접착필름(60, 60') 및 코어 도전층(12, 13)을 제거하여 콘택홀(61, 61')을 형성함으로써 각각의 도전성 범프(52, 52') 상면이 노출되도록 하는 과정이다. 콘택홀(61, 61')은 통상의 포토리소그래피 공정에 의한 마스크 작업 및 레이저를 이용한 드릴링 공정에 의해 이루어지며, 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 코어 도전층(12, 13)의 상면 및 저면에 포토레지스트를 도포한 다음, 포토리소그래피 공정을 진행하여 도전성 범프(52, 52')와 오버랩 되는 영역의 코어 도전층(12, 13)이 노출되도록 마스크패턴(62)을 형성한다. 상기 마스크 패턴을 식각마스크로 이용하여 도전성 범프(52, 52') 상에 형성된 코어 도전층(12, 13)을 식각함으로써 도전성 범프(52, 52') 상의 접착필 름(60, 60')을 노출시킨다. 계속해서, 레이저 드릴을 이용하여 노출된 접착필름(60, 60')을 제거함으로써 콘택홀(61, 61')을 형성하여 도전성 범프(52, 52')를 노출시킨다.
도 6g는 상기 콘택홀(61, 61')에 도전성 물질로 된 연결도선(도전체층)(63)을 형성하고, 상기 마스크패턴을 제거하는 과정이다. 콘택홀(61, 61') 형성 후, 예를 들면, 코어 도전층(12, 13)을 이루는 물질과 동일한 도전성 물질을 포함하는 도금공정, 예를 들면, 전해 동도금 공정을 진행하면 콘택홀(61, 61') 내부가 도금되면서 도전성 범프(52, 52')와 코어 도전층(12, 13)이 접속된다. 콘택홀(61, 62)을 도전성 물질로 채운 후, 마스크패턴을 제거한다. 이와 같이, 도전성 범프(52, 52')가 상면의 접착필름(60, 60')에 형성된 홀을 통해 코어 도전층(12, 13)과 직접 전기접속 되도록 코어층을 팬아웃층으로 활용함으로써, 코어 절연층(111) 위의 제1 빌드업 절연층(121)에 형성된 비아홀(123)을 통해 제1 빌드업 도전층(122)과 접속하는 종래 구조(도 1 참조)에 비해 빌드업층의 수를 줄일 수 있다.
도 6h는 상기 코어 도전층(12, 13)을 패터닝 하는 과정이다. 먼저, 코어 도전층(12, 13) 회로패턴을 형성하기 위한 식각마스크(미도시)를 형성한다. 식각마스크를 형성하기 위해서는 예를 들면, 아트워크 필름에 인쇄된 회로패턴을 코어층 상에 전사하여야 한다. 전사하는 방법에는 여러 가지 방법이 있으나, 가장 흔히 사용되는 방법으로는 감광성의 건식필름(dry film)을 사용하여 자외선에 의해 아트워크 필름에 인쇄된 회로패턴을 건식필름으로 전사하는 방식이다. 최근에는 건식필름 대신 LPR(liquid photo resist)를 사용하기도 한다. 회로패턴이 전사된 건식필름 또 는 LPR은 식각마스크 역할을 하게 되고, 코어층을 식각제에 담그면, 도 6h에 도시된 바와 같이, 예정된 회로패턴을 갖는 코어 도전층(12, 13)이 형성된다.
도 6i는 상기 코어 도전층(11)의 상면 및 상기 코어 도전층(12)의 저면에 제1 빌드업층(20) 및 제2 빌드업층(30)을 형성하는 과정이다. 빌드업층(20, 30)은 빌드업 절연층(21, 31), 비아홀(미도시) 및 빌드업 도전층(22, 32)로 구성되며, 통상의 빌드업 공정에 의해 형성된다. 간단히 설명하면, 코어층(10)의 상면 및 저면에 빌드업 절연층(21, 31)을 각각 형성하고, 레이저 광을 이용하여 비아홀을 형성한 도금 공정에 의해 빌드업 도전층(22, 32)을 형성한다.
도 6j는 형성한 도전층에 전술한 코어 도전층 회로패턴 형성방법과 마찬가지 방법을 사용하여 빌드업 도전층(22, 32) 회로패턴을 형성한 다음, 상기 빌드업층(20, 30)의 상면 및 저면에 솔더 레지스트층(70)과 개구(71)를 형성하는 과정이다. 이러한 과정을 거쳐, 본 발명에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판을 형성하게 된다. 더 많은 층수의 인쇄회로기판을 제조하고자 하는 경우에는 상기 제1 빌드업층의 상면 및 제2 빌드업층의 저면에 예정된 층수의 빌드업층을 추가로 적층한 후에 빌드업층의 가장 바깥쪽에 위치하는 도전층에 솔더 레지스트층을 형성한다. 이는 기판에 대한 최종적 마무리로서, 솔더 레지스트층으로 덮이지 않고 노출된 도전층(동박부위)이 산화되는 것을 방지하고, 실장되는 부품의 납땜 특성을 향상시키며, 양호한 전도성을 부여하기 위한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도로, 도 7의 실시예는, 도 4에 도시된 본 발 명에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조과 도 1에 도시된 종래 일반적인 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 혼용한 것이다.
도 7을 참조하면, U'B' 선을 중심으로 오른쪽에 위치한 집적회로 패키지(50)는 도전성 범프(52)가 접속부재(60)를 관통하는 콘택홀에 형성된 도전체층(63)을 통해 코어 절연층(11) 상면의 코어 도전층(12)과 접속되어 있다. 즉, 인쇄회로기판의 상면으로 팬아웃 된다. 이에 비해, 왼쪽에 위치한 집적회로 패키지(80)는 도전성 범프(82)가 코어층(10) 저면의 빌드업 절연층(30)에 형성된 비아홀(31)을 통해 빌드업 도전층(32)과 접속되어 있다. 즉, 인쇄회로기판의 저면으로 팬아웃 된다.
그 외, 도 7에서 빌드업층(20, 30)의 상면 및 저면에 형성된 솔더 레지스트층(70), 개구(71) 등을 포함하는 미설명 도면부호들에 대해서는 도 7의 제조과정에 대해 설명하고 있는 도 8a 내지 도 8h에서 설명될 것이다.
도 8a 내지 도 8h는 도 7에 도시된 집적회로 내장 인쇄회로기판의 제조과정을 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 8a는 코어 도전층(13)에 회로패턴을 형성한 다음, 집적회로 패키지를 수용하기 위한 캐비티(50A, 80A)를 형성하는 과정이다. 먼저, 코어 절연층(11) 저면의 코어 도전층(13)에 패턴을 형성하기 위한 식각마스크(미도시)를 형성한 다음 식각공정에 의해 예정된 회로패턴 이외의 영역에 형성된 도전층을 제거함으로써 코어 도전층(13) 회로패턴을 형성한다. 통상의 드릴링 공정에 의해 코어 절연층(11)을 선택적으로 제거하여 내장하고자 하는 집적회로 패키지의 수만큼 캐비티(50, 80)를 형성한다. 이때, 캐비티(50A, 80A)는 모두 동일한 방향, 예를 들면, 아래쪽으로 개구되도록 한다.
도 8b는 상기 캐비티(50A, 80A) 내에 집적회로 패키지(50, 80)를 배치하는 과정이다. 먼저, 집적회로(51, 81) 상에 복수의 도전성 범프(52, 82)를 구비하고 있는 집적회로 패키지(50, 80)를 준비한다. 하나의 집적회로 패키지(50)에는 접착필름(60)을 도전성 범프(52) 상에 부착하고, 나머지 하나의 집적회로 패키지(80)에는 접착필름(60")을 집적회로(81) 상의, 도전성 범프(82)가 형성되어 있지 않은 면(대향면) 에 부착한다. 접착필름(60, 60")을 코어 절연층(11) 상면의 코어 전도층(12)에 고정시킨다.
도 8c는 상기 캐비티(50A, 80A) 내에 보이드가 생기지 않도록 수지층(53, 83)으로 충진한 다음, 상기 코어 도전층(13)의 저면에 빌드업층(30)을 형성하는 과정이다. 빌드업층(30)은 빌드업 절연층(31), 비아홀(미도시) 및 빌드업 도전층(32)으로 구성되며, 통상의 빌드업 공정에 의해 형성된다.
도8d는 상기 도전성 범프(52)와 접착되어 있는 접착필름(60) 및 코어 절연층(11) 상면의 코어 도전층(12)을 제거하여 콘택홀(61)을 형성함으로써 도전성 범프(52) 상면이 노출되도록 하는 과정이다. 콘택홀(61)은 전술한 바와 같이 통상의 포토리소그래피 공정 및 레이저 드릴에 의해 형성된다.
도 8e는 상기 콘택홀(61)에 도전성 물질로 된 연결도선(도전체층)(63)을 형성하고, 상기 마스크패턴(62)을 제거하는 과정이다.
도 8f는 상기 코어 절연층(11) 상면의 상기 코어 도전층(12)을 패터닝 하여 회로패턴을 형성하는 과정이다. 상기 코어 도전층(12)의 회로패턴은 전술한 코어 도전층의 패터닝 방법과 동일한 방법으로 형성된다.
도 8g는 상기 코어 도전층(12)의 상면에 다시 빌드업층(20)을 형성하는 과정이다.
도 8h는 상기 빌드업 도전층(22, 32)을 예정된 회로패턴대로 패턴을 형성한 다음, 빌드업층(20, 30)의 상면 및 저면에 솔더 레지스트층(70)과 개구(71)를 형성하는 과정으로, 이러한 과정을 거쳐, 본 발명에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판을 형성하게 된다. 더 많은 층수의 인쇄회로기판을 제조하고자 하는 경우에는 빌드업층의 상면 및 저면에 예정된 층수의 빌드업층을 추가로 적층한 후에 기판에 대한 최종 마무리로서 빌드업층의 가장 바깥쪽에 위치하는 도전층에 솔더 레지스트층을 형성한다.
전술한 바와 같이, 도전성 범프가 접속부재를 관통하는 콘택홀에 형성된 도전체층을 통해 코어 절연층 상면의 코어 도전층과 접속되어 있는 구조와, 도전성 범프가 코어층 저면의 빌드업 절연층에 형성된 비아홀을 통해 빌드업 도전층과 접속되어 있는 구조를 혼용하는 경우, 빌드업층의 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제조공정 또한 단순화할 수 있다. 또한, 집적회로와 외부의 접속관계를 고려하여 집적회로 패키지의 내장 방향을 자유롭게 변화시킬 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위를 초과하지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 2는 종래기술에 따른 인쇄회로기판 내의 집적회로 패키지의 내장방향을 설명하기 위한 도면,
도 3은 종래기술에 따라 인쇄회로기판 내에 집적회로 패키지의 내장방향을 변화시킨 경우를 가상하여 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 6a 내지 도 6j는 도 5에 도시된 집적회로 내장 인쇄회로기판의 제조과정을 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 8a 내지 도 8h는 도 7에 도시된 집적회로 내장 인쇄회로기판의 제조과정을 나타낸 단면도.

Claims (9)

  1. 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판에 있어서,
    코어 절연층과, 상기 코어 절연층 상에 형성된 코어 도전층을 구비한 코어층과;
    집적회로 및 상기 집적회로 상에 형성된 외부와의 전기 접속을 위한 복수의 도전성 범프를 구비하고, 상기 코어층 내에 수용된 적어도 하나의 집적회로 패키지와;
    비아홀을 구비하고, 상기 코어층 상에 형성된 빌드업 절연층과;
    상기 빌드업 절연층 상에 형성된 빌드업 도전층과;
    콘택홀을 구비하고, 상기 도전성 범프와 상기 코어 도전층의 사이에 배치된 접착 필름을 포함하고,
    상기 도전성 범프는 상기 콘택홀 내에 형성된 도전체층을 통해 상기 코어 도전층과 전기적으로 접속되고,
    상기 빌드업 도전층은 상기 도전체층과 상기 비아홀을 통해 상기 도전성 범프와 전기적으로 접속됨을 특징으로 하는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 집적회로 패키지는 2개이며,
    상기 2개의 집적회로 패키지 중 하나의 집적회로 패키지 상의 도전성 범프의 내장방향은 상기 2개의 집적회로 패키지 중 나머지 집적회로 패키지 상의 도전성 범프의 내장방향과 180° 각도를 이루는 것임을 특징으로 하는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 집적회로가 수용된 상기 코어층 내의 캐비티는 절연 물질로 충진됨을 특징으로 하는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판.
  5. 집적회로 상에 외부와의 전기접속을 위한 복수의 도전성 범프를 각각 구비하는 적어도 하나의 집적회로 패키지를 내장하고 있는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 제조방법에 있어서,
    (a) 코어 절연층과, 상기 코어 절연층 상에 형성된 제1 코어 도전층을 구비한 코어층을 형성하는 과정과;
    (b) 상기 코어 절연층 내에 제1 집적회로 패키지를 수용하기 위한 제1 방향으로 열린 제1 캐비티를 형성하는 과정과;
    (c) 상기 제1 집적회로 패키지의 도전성 범프와 상기 제1 코어 도전층 사이에 제1 접착 필름이 개재되도록 상기 제1 집적회로 패키지를 상기 제1 캐비티 내에 수용시키는 과정과;
    (d) 상기 도전성 범프가 노출되도록 상기 도전성 범프와 오버랩되어 있는 영역의 상기 제1 코어 도전층의 일부 및 상기 제1 접착 필름의 일부를 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하는 과정과;
    (e) 상기 도전성 범프와 상기 제1 코어 도전층이 접속되도록 상기 콘택홀 내에 도전체층을 형성하는 과정과;
    (f) 비아홀을 구비한 빌드업 절연층을 상기 코어층 상에 형성하는 과정과;
    (g) 상기 빌드업 절연층 상에 빌드업 도전층을 형성하는 과정을 포함하고,
    상기 빌드업 도전층은 상기 도전체층과 상기 비아홀을 통해 상기 도전성 범프와 전기적으로 접속됨을 특징으로 하는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 (c) 과정과 상기 (d) 과정 사이에,
    (h) 상기 코어 절연층 내에 제2 집적회로 패키지를 수용하기 위한 상기 제1 방향과 180°도 각도를 이루는 제2 방향으로 열린 제2 캐비티를 형성하는 과정; 및
    (i) 상기 제2 집적회로 패키지의 도전성 범프와 상기 코어 절연층 상에 형성된 제2 코어 도전층 사이에 제2 접착 필름이 개재되도록 상기 제2 집적회로 패키지를 상기 제2 캐비티 내에 수용시키는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 캐비티 내의 갭은 절연 물질로 충진됨을 특징으로 하는 집적회로 패키지 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  9. 삭제
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