(57)【要約】【課題】本発明は、パッケージ基板に関する。【解決手段】本発明は、絶縁基板１００の上部に形成されている金属パッド１１０と、金属パッド１１０の上部に形成されている拡散防止層２００と、拡散防止層２００の上部に形成されているめっき層３００と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の上部に形成されている金属パッドと、
前記金属パッドの上部に形成されている拡散防止層と、
前記拡散防止層の上部に形成されているめっき層と、を含む、パッケージ基板。
【請求項２】
前記拡散防止層は、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル（Ｎｉ）を含む合金素材からなる、請求項１に記載のパッケージ基板。
【請求項３】
前記拡散防止層は、０．０１〜５μｍの厚さに形成される、請求項２に記載のパッケージ基板。
【請求項４】
前記拡散防止層は、前記金属パッドの上部表面にのみ形成される、請求項２に記載のパッケージ基板。
【請求項５】
前記めっき層は、銅（Ｃｕ）または銅（Ｃｕ）を含む合金素材からなる、請求項２に記載のパッケージ基板。
【請求項６】
前記めっき層は、０．０１〜５μｍの厚さに形成される、請求項５に記載のパッケージ基板。
【請求項７】
前記めっき層は、前記拡散防止層の上部表面にのみ形成される、請求項５に記載のパッケージ基板。
【請求項８】
前記めっき層の上部には、はんだバンプにより電子部品が電気的に連結される、請求項１に記載のパッケージ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージ基板に関し、より詳細には、パッケージ基板に接合する電子部品とパッケージ基板のパッドとの信頼性を高めることができるパッケージ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子製品に対し、様々な機能を有することが要求されており、様々な機能だけでなく、持ち歩きを容易にするための小型化が要求されている。
【０００３】
このような傾向に伴い、電子製品に用いられる電子部品に対してもまた、超小型化、高集積化、多機能化、高性能化が要求されている。このような製品開発の目標達成を可能にする重要な技術の一つが、システムインパッケージ（ＳＩＰ：Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）技術である。
【０００４】
このようなＳＩＰ技術は、半導体ダイ（Ｄｉｅ）およびメインボード（Ｍａｉｎ  ｂｏａｒｄ）などの電子部品をパッケージ基板に垂直方向または水平方向に搭載する技術であり、電子製品のスリム化およびパッケージの薄型化に対する技術開発の要求に応えるべく、はんだバンプ（ｓｏｌｄｅｒ  ｂｕｍｐ）を用いてフリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）方式で絶縁基板に半導体チップを直接接合する技術を用いている。
【０００５】
この際、パッケージ基板は、絶縁基板と、絶縁基板上に形成されるパッドと、を含み、パッドと半導体チップとの接合により電気的に連結されることができる。
【０００６】
このようなパッケージを製造する際に信頼性の高い微細ピッチ接合技術が要求されており、電子部品が絶縁基板から脱落する不良を防止するために、電子部品と絶縁基板とを連結するはんだ（ｓｏｌｄｅｒ）の界面において高い信頼性が要求されている。
【０００７】
特に、小型化の傾向に伴いバンプピッチ（Ｐｉｔｃｈ）が減少するため、電子部品と絶縁基板との信頼性を確保する必要がある。
【０００８】
しかし、従来、絶縁基板パッドは、はんだのない銅（Ｃｕ）またはスズ（Ｓｎ）めっきの金属パッドのみを形成する方式を用いていたが、銅パッドの場合には銅拡散によって銅パッドが消失する問題が生じ、スズめっきパッドの場合には界面上にウィスカー（Ｗｈｉｓｋｅｒ）が生成される問題が生じて、電子部品と絶縁基板との信頼性が低下するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国公開特許２０１２-００５０７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記のような問題点を解決するために導き出された本発明は、微細ピッチのパッドを有する絶縁基板とこれに接合する電子部品との高い信頼性を確保できるパッケージ基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するための本発明の実施形態によるパッケージ基板は、絶縁基板の上部に形成されている金属パッドと、前記金属パッドの上部に形成されている拡散防止層と、前記拡散防止層の上部に形成されているめっき層と、を含む。
【００１２】
ここで、前記拡散防止層は、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル（Ｎｉ）を含む合金素材からなることができる。
【００１３】
この際、前記拡散防止層は、０．０１〜５μｍの厚さに形成されることができる。
【００１４】
また、前記拡散防止層は、前記金属パッドの上部表面にのみ形成されることができる。
【００１５】
一方、前記めっき層は、銅（Ｃｕ）または銅（Ｃｕ）を含む合金素材からなることができる。
【００１６】
ここで、前記めっき層は、０．０１〜５μｍの厚さに形成されることができる。
【００１７】
この際、前記めっき層は、前記拡散防止層の上部表面にのみ形成されることができる。
【００１８】
さらに、前記めっき層の上部には、はんだバンプにより電子部品が電気的に連結されることができる。
【発明の効果】
【００１９】
上述したように、本発明の実施形態によるパッケージ基板は、絶縁基板の金属パッドに拡散防止層が形成されることで金属パッドの消失を防止し、ウィスカー（Ｗｈｉｓｋｅｒ）が生成されることを防止することができ、これにより、絶縁基板と電子部品との接合に対する信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態によるパッケージ基板を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるパッケージ基板の製造過程を示すための断面図である。
【図３】本発明の実施形態によるパッケージ基板の製造過程を示すための断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるパッケージ基板の製造過程を示すための断面図である。
【図５】本発明の実施形態によるパッケージ基板の製造過程を示すための断面図である。
【図６】本発明の実施形態によるパッケージ基板の製造過程を示すための断面図である。
【図７】本発明の実施形態によるパッケージ基板の製造過程を示すための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。しかし、これは例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。
【００２２】
本発明を説明するにあたり、本発明に係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。また、後述する用語は本発明においての機能を考慮して定義された用語であり、これは使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。従って、その定義は本明細書の全体における内容を基に下すべきであろう。
【００２３】
本発明の技術的思想は請求範囲によって決まり、以下の実施形態は本発明の技術的思想を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効率的に説明するための一つの手段に過ぎない。
【００２４】
図１は本発明の実施形態によるパッケージ基板を示す断面図であり、図２から図７は本発明の実施形態によるパッケージ基板の製造過程を示す断面図である。
【００２５】
図１から図７に示されたように、本発明の実施形態によるパッケージ基板は、絶縁基板１００の上部に形成されている金属パッド１１０と、前記金属パッド１１０の上部に形成されている拡散防止層２００と、前記拡散防止層２００の上部に形成されているめっき層３００と、を含む。
【００２６】
前記絶縁基板１００は、金属パッド１１０、拡散防止層２００およびめっき層３００を形成するための支持体の役割を果たすものであり、絶縁素材からなることができる。ここで、絶縁基板１００は、ＡＢＦ（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ  Ｂｕｉｌｄ  ｕｐ  Ｆｉｌｍ）を用いて微細回路を容易に実現するか、プリプレグ（Ｐｒｅｐｒｅｇ）を用いてパッケージ基板を薄く作製することができる。ただし、これに限定されず、エポキシ樹脂または改質されたエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ樹脂、エポキシ-ノボラック樹脂、アラミド強化されるかガラス繊維強化されるか紙強化されたエポキシ樹脂などの樹脂材からなってもよい。
【００２７】
前記絶縁基板１００の少なくとも一面には金属パッド１１０が形成されることができる。ここで、金属パッド１１０は、電気伝導性を有する金属である銅（Ｃｕ）からなることができる。この際、金属パッド１１０は、絶縁基板１００に無電解めっき法で形成されたシード層（図示せず）から選択された部分に電解めっき法で形成されることができ、後述する拡散防止層２００およびめっき層３００より厚く形成されることが好ましい。
【００２８】
また、前記金属パッド１１０が形成された領域以外の絶縁基板１００の両面には絶縁基板１００を保護するためのソルダレジスト１２０が形成されることができる。
【００２９】
前記金属パッド１１０の上部には、金属パッド１１０の銅拡散現象を防止するための拡散防止層２００が形成されることができる。ここで、拡散防止層２００は、ニッケル（Ｎｉ）電解めっき法で形成されることができる。この際、拡散防止層２００は、ニッケル（Ｎｉ）のみからなるか、ニッケル（Ｎｉ）とＰ（リン）、Ｂ（ホウ素）、Ｗ（タングステン）またはＣｏ（コバルト）との合金からなってもよい。
【００３０】
さらに、前記拡散防止層２００は、０．０１〜５μｍの厚さに形成されることができる。これは、拡散防止層２００の厚さが０．０１μｍより薄く形成される場合には、金属パッド１１０の銅拡散現象を防止することができず、５μｍより厚く形成される場合には、パッケージ基板の全体厚さが厚くなる問題があるためである。
【００３１】
また、前記拡散防止層２００は、金属パッド１１０の上部表面にのみ形成されることで、金属パッド１１０の微細ピッチ（ｆｉｎｅ  ｐｉｔｃｈ）を維持して、隣接する金属パッド１１０同士が接触する不良を防止することができる。
【００３２】
前記拡散防止層２００の上部にはめっき層３００が形成されることができる。ここで、めっき層３００は、電気伝導性を有する金属である銅（Ｃｕ）からなることができ、拡散防止層２００の上部に電解めっき法で形成されることができる。この際、めっき層３００は、拡散防止層２００の上部に形成されることで、拡散防止層２００が酸化することを防止することができる。また、前記めっき層３００が銅（Ｃｕ）からなることで、従来、金（Ａｕ）をめっきする工法に比べ、パッケージ基板の生産コストを下げることができ、金（Ａｕ）めっきのための別の工法を追加することなく、金属パッド１１０を形成する電解めっき法を再度行って形成することができ、これにより、製造コストを下げ、リードタイムを短縮することができる。
【００３３】
特に、前記めっき層３００は、拡散防止層２００の上部表面にのみ形成されることで、金属パッド１１０の微細ピッチ（ｆｉｎｅ  ｐｉｔｃｈ）を維持して、隣接する金属パッド１１０同士が接触する不良を防止することができる。
【００３４】
この際、前記めっき層３００は、０．０１〜５μｍの厚さに形成されることができる。これは、めっき層３００の厚さが０．０１μｍより薄く形成される場合には、後述するように、めっき層３００の上部にはんだバンプ５００により電子部品４００が接合される際に、めっき層３００とはんだバンプ５００との結合力が低下する問題があり、５μｍより厚く形成される場合には、パッケージ基板の全体厚さが厚くなる問題があるためである。
【００３５】
特に、前記めっき層３００と拡散防止層２００の厚さは、はんだバンプ５００との結合力を向上させるためにめっき層３００と拡散防止層２００の厚さが一致するように形成されるか、めっき層３００の厚さが拡散防止層２００の厚さより厚く形成されることが好ましい。
【００３６】
前記めっき層３００の上部には、電子部品４００が接合されることができる。電子部品４００の下部に、めっき層３００との接合のために銅（Ｃｕ）素材の電極４１０が形成されることができ、電極４１０とめっき層３００との間にはんだバンプ５００が形成されることで、電子部品４００がめっき層３００の上部に電気的に接合されることができる。
【００３７】
ここで、前記めっき層３００は、はんだバンプ５００に吸収され、はんだバンプ５００の主成分であるスズ（Ｓｎ）と結合して、スズ（Ｓｎ）-銅（Ｃｕ）またはスズ（Ｓｎ）-銅（Ｃｕ）-ニッケル（Ｎｉ）の金属間化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）が形成されることができる。この際、めっき層３００の下部に拡散防止層２００が形成されることで、めっき層３００にのみ金属間化合物が形成されることができる。
【００３８】
また、前記めっき層３００の上部に電子部品４００が接合される際に、めっき層３００の下部に形成された拡散防止層２００により、はんだバンプ５００はめっき層３００の側面まで覆うように形成されることができる。
【００３９】
したがって、本発明の実施形態によるパッケージ基板は、銅（Ｃｕ）素材の金属パッド１１０の上部にニッケル（Ｎｉ）素材の拡散防止層２００と銅（Ｃｕ）素材のめっき層３００が順次形成されることで、はんだバンプ５００により電子部品４００が接合される際に、拡散防止層２００が金属パッド１１０の拡散を防止して、金属パッド１１０が消失することを防止し、ウィスカー（Ｗｈｉｓｋｅｒ）が長く成長することを防止することができ、これにより、はんだバンプ５００による電子部品４００の接合に対する信頼性を向上させることができる。
【００４０】
前記のように構成された本発明の実施形態によるパッケージ基板の製造過程について説明すると、次のとおりである。
【００４１】
まず、図２に示されたように、絶縁素材からなる絶縁基板１００の両面にドライフィルム１５０を形成する。ここで、ドライフィルム１５０から金属パッド１１０が形成される領域を除去して開口部１５１を形成することができる。この際、ドライフィルム１５０は、後続工程であるめっき工程を行う際に金属パッド１１０が形成される領域以外の部分がめっきされることを防止する手段であって、露光、現像およびエッチングを順に行うフォトリソグラフィ法で開口部１５１が形成されたドライフィルム１５０を形成することができる。
【００４２】
次に、図３に示されたように、金属パッド１１０を形成することができる。ここで、金属パッド１１０は、銅（Ｃｕ）素材からなることができる。この際、金属パッド１１０は、電解めっき法で形成することができ、ドライフィルム１５０の開口部１５１を充填するフィル（Ｆｉｌｌ）めっき法で形成することができる。
【００４３】
次に、図４に示されたように、金属パッド１１０の上部に拡散防止層２００を形成することができる。ここで、拡散防止層２００は、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル（Ｎｉ）を含む合金素材からなることができる。この際、拡散防止層２００は、ドライフィルム１５０が除去されていない状態で電解めっき法を行うことで、金属パッド１１０の上部表面にのみ形成することができる。
【００４４】
次に、図５に示されたように、拡散防止層２００の上部にめっき層３００を形成することができる。ここで、めっき層３００は、銅（Ｃｕ）素材からなることができる。この際、めっき層３００は、ドライフィルム１５０が除去されていない状態で電解めっき法を行うことで、拡散防止層２００の上部表面にのみ形成することができる。
【００４５】
次に、図６に示されたように、ドライフィルム１５０を除去する。
【００４６】
また、図７に示されたように、めっき層３００の上部に、はんだバンプ５００により電子部品４００を接合することができる。
【００４７】
この際、銅（Ｃｕ）素材の金属パッド１１０とめっき層３００との間にニッケル（Ｎｉ）素材の拡散防止層２００が形成されることで、金属パッド１１０が拡散して消失することを防止し、ウィスカー（Ｗｈｉｓｋｅｒ）が成長することを防止することができ、これにより、はんだバンプ５００により電子部品４００の接合に対する信頼性を向上させることができる。
【００４８】
以上、代表的な実施形態を参照して本発明に対して詳細に説明したが、本発明に属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、上述の実施形態に対して本発明の範囲を外れない限度内で様々な変形が可能であることを理解するのであろう。
【００４９】
従って、本発明の権利範囲は上述の実施形態に限定されてはならず、後述する特許請求範囲だけでなくこの特許請求範囲と均等なものによって決められるべきである。
【符号の説明】
【００５０】
１００  絶縁基板
１１０  金属パッド
２００  拡散防止層
３００  めっき層
４００  電子部品
５００  はんだバンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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