(57)【要約】【課題】レジストを段階的に形成し、各段階のレジスト層に形成された開口部の直径を異ならせて半田ボールとの接合力を高める。【解決手段】基板の外層に形成されたパッド層を覆うとともに、パッド層の上面の一部が露出されるようにビアホール１００ａが形成されたレジスト１００であって、レジスト１００は、開口部１１０ａが形成されたレジスト層１１０，１２０が多層に積層された形態で構成され、各レジスト層に形成された開口部１１０ａは、各レジスト層１１０，１２０の上面に積層されたレジスト層の開口部より小さい直径を有する、レジスト及びその製造方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外層に形成されたパッド層を覆うとともに、前記パッド層の上面の一部が露出されるようにビアホールが形成されたレジストであって、
前記レジストは、開口部が形成されたレジスト層が多層に積層された形態で構成されており、
前記各レジスト層に形成された開口部は、各レジスト層の上面に積層されたレジスト層の開口部より小さい直径を有する、レジスト。
【請求項２】
前記各レジスト層に形成された開口部は、その中心が同一の垂直線上に位置する、請求項１に記載のレジスト。
【請求項３】
前記各レジスト層に形成された開口部の直径は、前記各レジスト層の上面のレジスト層に形成された開口部の直径の６０〜８０％である、請求項１に記載のレジスト。
【請求項４】
前記各レジスト層に形成された開口部の側壁が傾斜した形態を有する、請求項１に記載のレジスト。
【請求項５】
前記各レジスト層は、液体状態のレジストが硬化されてなるか、または乾燥状態のレジストフィルムからなる、請求項１に記載のレジスト。
【請求項６】
基板の外層に形成されたパッド層を覆うとともに、前記パッド層の上面の一部が露出されるようにビアホールが形成されたレジストであって、
前記レジストは、
一定直径ｄ１の開口部が形成されて前記パッド層の上面の一部を露出させる第１レジスト層と、
前記第１レジスト層の上部表面と接合し、前記直径ｄ１より大きい直径ｄ２の開口部を有する第２レジスト層と、で構成される、レジスト。
【請求項７】
前記第１及び第２レジスト層に形成された開口部は、その中心が同一の垂直線上に位置し、前記第１レジスト層に形成された開口部の直径は、前記第２レジスト層に形成された開口部の直径の６０〜８０％である、請求項６に記載のレジスト。
【請求項８】
（ａ）外層にパッド層が形成された基板の上部に第１レジスト層を形成する段階と、
（ｂ）前記第１レジスト層の所定位置に一定直径ｄ１の開口部を加工する段階と、
（ｃ）前記第１レジスト層の上部に第２レジスト層を形成する段階と、
（ｄ）前記第１レジスト層に形成された開口部の直径ｄ１より大きい直径ｄ２の開口部を前記第２レジスト層の所定位置に加工する段階と、を含む、レジストの製造方法。
【請求項９】
前記第１または第２レジスト層は、液体状態のレジストをスキージング（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ）方式で前記基板の上部に塗布した後、前記液体状態のレジストを硬化することにより形成される、請求項８に記載のレジストの製造方法。
【請求項１０】
前記第１または第２レジスト層は、
乾燥状態のレジストフィルムを前記基板の上部に接合することにより形成される、請求項８に記載のレジストの製造方法。
【請求項１１】
前記開口部は、前記第１レジスト層または第２レジスト層の上部にマスクを近接させた後、前記第１レジスト層または第２レジスト層を選択的に露光及び現像することにより形成される、請求項８に記載のレジストの製造方法。
【請求項１２】
前記開口部はレーザ加工により形成される、請求項８に記載のレジストの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト及びその製造方法に関し、より詳細には、基板の外層に形成されたパッド層を覆うとともに、半田ボールの接合のために前記パッド層の上面の一部を露出させる開口部が形成されたレジスト及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）は、電気絶縁性基板に銅などの伝導性材料で回路ライン（ｌｉｎｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）を印刷形成したものであって、電子部品を搭載する直前の基板のことである。即ち、様々な種類の多くの電子部品を平板上に密集搭載させるために、各部品の装着位置を確定し、電子部品を連結する回路ラインを平板の表面に印刷して固定させた回路基板を意味する。
【０００３】
このようなプリント回路基板（ＰＣＢ）に電子部品、例えば、半導体チップを実装する方式として様々な方式が用いられているが、最近は、半導体チップの高密度化及び信号伝達速度の高速化に対応するための技術として、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ―Ｓｉｚｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）実装またはワイヤボンディング（ｗｉｒｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）実装に代えて、半導体チップをプリント回路基板に直接実装する技術に対する要求が高まっている。
【０００４】
このように、プリント回路基板に半導体チップを直接実装するためには、半導体の高密度化に対応することができる高密度及び高信頼度のプリント回路基板の開発が必要である。これにより、フリップチップ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ）ボンディング方式が注目されている。
【０００５】
フリップチップ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ）ボンディング方式は、個々の半導体チップをパッケージング（ｐａｃｋａｇｉｎｇ）するのでなく、そのままプリント回路基板に接合して実装する技術であって、半導体チップとプリント回路基板との間の入出力端子として半田ボール（ｓｏｌｄｅｒｂａｌｌ）を用いるＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）方式が積極的に活用されている。
【０００６】
このようなフリップチップボンディング方式は、半導体チップと接続パッドとの間の接続距離が非常に短いため電気的特性に優れるだけでなく、半導体チップの背面（ｂａｃｋ  ｓｉｄｅ）が外部に露出されているため熱的特性にも優れており、また、半田ボールの自己整合（ｓｅｌｆ―ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）特性により接合が容易であるという長所がある。
【０００７】
より具体的には、半田ボールの接合構造は、プリント回路基板の外層に形成されたパッド層と、前記パッド層を覆うとともにパッド層の上面の一部を露出させるビアホールが形成されたレジストからなり、前記開口部により露出されたパッド層に半田ボールが実装される。
【０００８】
一方、回路の密集度を増加させるために、パッド層を含む回路間の距離が１００μｍ以下、より狭くは５０μｍ以下となっており、回路幅も２０μｍ以下にさらに微細化されている。
【０００９】
このような状況により、半田ボールが実装されるビアホールの直径も小さくなっている。ビアホールの直径が小さくなるほど回路の密集度は増加するが、パッド層と半導体チップとの間の断面積が減少して機械的ストレスが急激に増加し、これによって、連結部位でクラック（ｃｒａｃｋ）が発生する恐れがある。
【００１０】
また、接着強度の弱化により、半田ボールに加えられる僅かな衝撃でも剥離しやすく、半田ボールがＢＧＡ方式で結合された場合、設けられた複数の半田ボールの接着部のうち何れか一つでも剥離されると、チップ全体が使用できなくなる。これにより、パッド層と半田ボールとの接着力を高めて耐久性を向上させるための技術の開発が持続的に求められている状況である。
【００１１】
これに関連して、韓国公開特許第１０-２００７-０１１８８４６号公報（以下、先行技術文献１）には、半田ボールが形成される位置にブラインドビアホールを形成して半田ボールランドを露出させるとともに、前記ブラインドビアホールの両側上端の半田レジスト上に半田ボール接着補助用ランドを形成した構造が開示されている。
【００１２】
しかし、上記の先行技術文献は、半田ボールとの接合ランドを追加して半田ボールとの接合力を強化しているだけで、半田ボールが実装されるビアホールの形態及びその製造においては従来の通常の技術をそのまま利用しているため、半田ボールとの接合力を確保するためのより根本的な代案にはならない。
【００１３】
また、半田ボール接合補助用ランドという別の構造物を追加挿入しなければならないため、基板の厚さが既存より増加し、工程が複雑となって生産性の低下及び工程コストの増加をもたらすという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】韓国公開特許第１０-２００７-０１１８８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記の問題を解決するためのものであって、レジストを段階的に形成し、各段階のレジスト層に形成された開口部の直径を異ならせて、より簡単な方法で半田ボールとの接合力を高めることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するためになされた本発明によれば、基板の外層に形成されたパッド層を覆うとともに、前記パッド層の上面の一部が露出されるようにビアホールが形成されたレジストであって、前記レジストは開口部が形成されたレジスト層が多層に積層された形態で構成されており、前記各レジスト層に形成された開口部は、各レジスト層の上面に積層されたレジスト層の開口部より小さい直径を有する、レジストが提供される。
【００１７】
また、前記各レジスト層に形成された開口部は、その中心が同一の垂直線上に位置する、レジストが提供される。
【００１８】
また、前記各レジスト層に形成された開口部の直径は、前記各レジスト層の上面のレジスト層に形成された開口部の直径の６０〜８０％である、レジストが提供される。
【００１９】
また、前記各レジスト層に形成された開口部の側壁が傾斜した形態を有する、レジストが提供される。
【００２０】
また、前記各レジスト層は、液体状態のレジストが硬化されてなるか、または乾燥状態のレジストフィルムからなる、レジストが提供される。
【００２１】
上記の目的を果たすためになされた本発明の他の実施形態によると、基板の外層に形成されたパッド層を覆うとともに、前記パッド層の上面の一部が露出されるようにビアホールが形成されたレジストであって、前記レジストは、一定直径ｄ１の開口部が形成されて前記パッド層の上面の一部を露出させる第１レジスト層と、前記第１レジスト層の上部表面と接合し、前記直径ｄ１より大きい直径ｄ２の開口部を有する第２レジスト層と、で構成されるレジストが提供される。
【００２２】
また、前記第１及び第２レジスト層に形成された開口部は、その中心が同一の垂直線上に位置し、前記第１レジスト層に形成された開口部の直径は、前記第２レジスト層に形成された開口部の直径の６０〜８０％である、レジストが提供される。
【００２３】
上記の目的を果たすためになされた本発明によると、（ａ）外層にパッド層が形成された基板の上部に第１レジスト層を形成する段階と、（ｂ）前記第１レジスト層の所定位置に一定直径ｄ１の開口部を加工する段階と、（ｃ）前記第１レジスト層の上部に第２レジスト層を形成する段階と、（ｄ）前記第１レジスト層に形成された開口部の直径ｄ１より大きい直径ｄ２の開口部を前記第２レジスト層の所定位置に加工する段階と、を含む、レジストの製造方法が提供される。
【００２４】
また、前記第１または第２レジスト層は、液体状態のレジストをスキージング（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ）方式で前記基板の上部に塗布した後、前記レジストを硬化することにより形成される、レジストの製造方法が提供される。
【００２５】
また、前記第１または第２レジスト層は、乾燥状態のレジストフィルムを前記基板の上部に接合することにより形成される、レジストの製造方法が提供される。
【００２６】
また、前記開口部は、前記第１レジスト層または第２レジスト層の上部にマスクを近接させた後、前記第１レジスト層または第２レジスト層を選択的に露光及び現像することにより形成される、レジストの製造方法が提供される。
【００２７】
また、前記開口部はレーザ加工により形成される、レジストの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、半田ボールが実装されるビアホールが、その両側壁が階段状を有するとともに下部に向かって直径が小さくなる形態からなるため、球形状の半田ボールの下部とより多くの接合面を有することで、基板と半田ボールとの接合強度がより強化される。
【００２９】
また、本発明のレジストをレジスト層の段階的な積層により形成し、この際、スキージング方式でレジスト層を形成することにより、レジスト層間の密着力をより向上させることができる。
【００３０】
また、積層されるそれぞれのレジスト層に対して開口部の加工作業を行うため、除去しようとするレジスト層の厚さを調節することができ、これによって、露光量を低減することができるためアンダーカット（Ｕｎｄｅｒ  Ｃｕｔ）などの不良を防止し、より正確な形態のビアホールを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるレジストの断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるレジストの断面図である。
【図３】本発明のレジストの製造方法を順に図示した工程図である。
【図４】本発明のレジストの製造方法を順に図示した工程図である。
【図５】本発明のレジストの製造方法を順に図示した工程図である。
【図６】本発明のレジストの製造方法を順に図示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを果たす方法は、添付図面とともに詳細に後述される実施形態を参照すると明確になるであろう。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されず、相異なる多様な形態で具現されることができる。本実施形態は、本発明の開示が完全になるようにするとともに、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に伝達するために提供されることができる。明細書全体において、同一参照符号は同一構成要素を示す。
【００３３】
本明細書で用いられる用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定しようとするものではない。本明細書で、単数型は特別に言及しない限り複数型も含む。明細書で用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された構成要素、段階、動作及び／または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び／または素子の存在または追加を排除しない。
【００３４】
図１を参照すると、本発明によるレジスト１００は、基板１０の外層に形成されたパッド層１１を覆うとともに、前記パッド層１１の上面の一部を露出させるビアホール１００ａを有する。
【００３５】
発明の主要特徴部を明確に説明するために、図１には前記基板１０の構造を簡略に図示しているが、前記基板１０は、内部に回路配線を含んでおり、絶縁層の一面にのみ回路配線が形成されている単面基板１０、両面に回路配線が形成されている両面基板１０、及び多層の回路配線が形成されている多層基板１０などの様々な形態の基板１０とすることができるのは勿論である。また、図面には示していないが、前記基板１０の外層には、前記パッド層１１の他にも外層回路配線を形成することができる。
【００３６】
本発明のレジストは、複数のレジスト層が積層された形態で構成されており、各レジスト層には一定直径の開口部が形成されて、前記パッド層１１の上面のうち一部を外部に露出させる。
【００３７】
具体的には、前記各レジスト層に形成された開口部は、各レジスト層の上面に積層されたレジスト層の開口部より小さい直径を有する。
【００３８】
例えば、図１のように、前記レジスト１００が、２層のレジスト層、即ち、第１レジスト層１１０と、前記第１レジスト層１１０の上部に積層された第２レジスト層１２０と、で構成されていると仮定すると、前記第１レジスト層１１０に形成された開口部１１０ａは、前記第２レジスト層１２０に形成された開口部１２０ａより小さい直径を有する。
【００３９】
同様に、前記レジスト１００が３層のレジスト層で構成されていると仮定すると、最下層のレジスト層に形成された開口部が最も小さい直径を有し、その上のレジスト層はそれより大きい直径を有して、最上層のレジスト層に形成された開口部が最も大きい直径を有する。
【００４０】
この際、前記各開口部１１０ａ、１２０ａは、その中心が同一の垂直線上に位置する。これにより、前記開口部１１０ａ、１２０ａによって形成される本発明のビアホール１００ａは、両側壁が階段状を有するとともに下部に向かって直径が小さくなる形態からなる。その結果、球形状の半田ボールが前記ビアホール１００ａを介して実装される際に、本発明のレジスト１００は球形状の半田ボールの下部とより多くの接合面を有することになるため、半田ボールとの接合強度が強化される。
【００４１】
ここで、前記各レジスト層１１０、１２０に形成された開口部１１０ａ、１２０ａの直径は、前記各レジスト層１１０、１２０の上面のレジスト層に形成された開口部の直径の６０〜８０％であることが好ましい。
【００４２】
例えば、前記第１レジスト層１１０に形成された開口部１１０ａの直径ｄ１は、前記第２レジスト層１２０に形成された開口部１２０ａの直径ｄ２の６０〜８０％とすることができる。もし、前記レジスト１００が３層のレジスト層で構成されている場合には、最下層のレジスト層に形成された開口部の直径は、中問層のレジスト層に形成された開口部の直径の６０〜８０％であり、中問層のレジスト層に形成された開口部の直径は、最上層のレジスト層に形成された開口部の直径の６０〜８０％とすることができる。
【００４３】
上部のレジスト層に比べ下部のレジスト層に形成された開口部の直径が小さすぎるかまたは大きすぎると、ビアホール１００ａの側壁が直角形態に近くなるため、本発明のレジスト１００と球形状の半田ボールとの接合面が小さくなる。従って、前記各レジスト層１１０、１２０に形成された開口部１１０ａ、１２０ａの直径は、前記数値範囲内で適切な値とすることが好ましい。
【００４４】
但し、前記数値範囲は、本発明の効果を奏することができる最適の値を限定するための範囲であるため、本発明が追求する目的にかなう場合であれば、前記数値範囲を多少外れるとしても許容され得るということは、当業者において当然である。
【００４５】
一方、図２に図示したように、前記開口部１１０ａ、１２０ａは、後述する開口部の製造方法により、その側壁を傾斜した形態とすることができる。この際、半田ボールは球形状を有するため、半田ボールの下部との接合面を増大させるために、下部側に向かって直径が次第に小さくなるテーパ（ｔａｐｅｒ）状を有するようにする。
【００４６】
また、前記各レジスト層１１０、１２０は、液体状態のレジストが硬化されてなるか、または乾燥状態のレジストフィルムからなることができる。
【００４７】
以下、本発明のレジスト１００の製造方法について説明する。
【００４８】
図３から図６は本発明のレジスト１００の製造方法を順に図示した工程図である。本発明のレジスト１００の製造方法は、まず、図３のように、外層にパッド層１１が形成された基板１０の上部に第１レジスト層１１０を形成する。
【００４９】
ここで、前記第１レジスト層１１０は、液体状態のレジストをスキージング（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ）方式で前記基板１０の上部に塗布した後、液体状態のレジストを仮硬化（Ｐｒｅｃｕｒｅ）し、後続工程の後に、より正確には第２レジスト層に開口部を加工した後に、完全硬化（Ｐｏｓｔｃｕｒｅ）することにより形成されることができる。
【００５０】
基板の外層にはパッド層だけでなく、外層回路配線も共に形成されているため、通常のレジストの形成方法により形成されたレジストの表面は、パッド層と外層回路配線の厚さによって凹凸部を有する。
【００５１】
しかし、上述のように、スキージング方式、即ち、液体状態のレジストをスキージ（Ｓｑｕｅｅｇｅｅ）で押し付けながら移動させて基板１０の表面に転写すると、表面が平らになって厚さのバラツキのない前記第１レジスト層１１０が得られる。これにより、前記第１レジスト層１１０と、後続工程により形成される第２レジスト層１２０との密着力をより向上させることができる。
【００５２】
その後、通常のフォトリソ工程、即ち、前記第１レジスト層１１０の上部に所定パターンが形成されたマスク（例えば、アートワークフィルムまたはガラスマスクなど）を近接させた後、紫外線（ＵＶ）を照射し（露光段階）、現像液を用いて未硬化の部分（光を受けていない部分）を除去することにより（現像段階）、図４のように、一定直径ｄ１を有するとともに前記パッド層１１の上面の一部を露出させる開口部１１０ａを形成する。
【００５３】
または、エキシマ（Ｅｘｉｍｅｒ）レーザやＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザなどの様々なレーザ工法を利用して前記開口部１１０ａを形成することもできる。この場合、レーザ工程の特性上、前記開口部の側壁は下部側に向かって直径が次第に小さくなるテーパ状を有することになる。
【００５４】
また、前記第１レジスト層１１０を形成する他の方法として、乾燥状態のレジストフィルム、即ち、ドライフィルムを前記基板１０の上部に接合する方式がある。ドライフィルムの場合、ベースフィルム層（ポリエステルまたはポリエチレン）と、それに付着されたレジスト層と、で構成されるが、まず、ラミネーションロールを用いてレジスト層面を熱及び圧力で前記基板１０上に接合させた後、ベースフィルムを除去することにより前記第１レジスト層１１０を形成することができる。
【００５５】
上記のように前記第１レジスト層１１０に一定直径ｄ１の開口部１１０ａが加工されると、図５のように、前記第１レジスト層１１０上に第２レジスト層１２０を形成する。前記第２レジスト層１２０は、前記第１レジスト層１１０と同様に、液体状態のレジストをスキージング方式で塗布するか、またはドライフィルムを接合する方式により形成することができる。
【００５６】
但し、液体状態のレジストをスキージで転写する場合、前記第１レジスト層１１０に形成された開口部１１０ａにも液体状態のレジストが満たされるため、レーザ工法を利用して前記第２レジスト層１２０に開口部を形成する時に、前記開口部１１０ａに満たされたレジストもともにレーザ加工しなければならない煩わしさがある。従って、前記第２レジスト層１２０は、乾燥状態のレジストフィルム、即ち、ドライフィルムを前記基板１０の上部に接合する方式で形成することがより好ましい。但し、フォトリソ工程を利用する場合には、前記開口部１１０ａに満たされた液体状態のレジストが硬化しないようにして現像液で容易に除去することができる。
【００５７】
上記のように前記第２レジスト層１２０が形成されると、上述のようにフォトリソ工程やレーザ工程を利用して、図６のように、前記第２レジスト層１２０の所定位置に開口部１２０ａを形成することにより、本発明のレジスト１００を完成する。
【００５８】
この際、前記第２レジスト層１２０に形成される開口部１２０ａの直径ｄ２は、前記第１レジスト層１１０に形成された開口部１１０ａの直径ｄ１より大きくし、前記第１レジスト層１１０に形成される開口部１１０ａの中心と、前記第２レジスト層１２０に形成される開口部１２０ａの中心が同一の垂直線上に位置されるようにする。
【００５９】
これにより、本発明のレジスト１００は、図６のように、両側壁が階段状を有するとともに下部に向かって直径が小さくなるビアホール１００ａを有することになり、その結果、球形状の半田ボールの下部とより多くの接合面を有することになって、半田ボールとの接合強度がより強化される。
【００６０】
また、積層されるそれぞれのレジスト層に対して開口部を加工するため、除去しようとするレジスト層の厚さを調節することができ、これによって、露光量を減らすことができ、アンダーカット（Ｕｎｄｅｒ  Ｃｕｔ）などの不良を防止して、より正確な形態のビアホールを形成することができる。
【００６１】
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、上述の内容は本発明の好ましい実施形態を示して説明するものに過ぎず、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で用いることができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、述べた開示内容と均等な範囲及び／または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。上述の実施形態は本発明を実施するにおいて最善の状態を説明するためのものであり、本発明のような他の発明を用いるにおいて当業界に公知された他の状態での実施、そして発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。従って、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むと解釈されるべきであろう。
【符号の説明】
【００６２】
１００  本発明のレジスト
１００ａ  ビアホール
１１０  第１レジスト層
１２０  第２レジスト層
１１０ａ、１２０ａ  開口部
【図１】
2014107560.tif 000003
【図２】
2014107560.tif 000004
【図３】
2014107560.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014107560.tif 000008