Package Substrate Process Flow

ETS Substrate process flow

반도체 패키지의 사용되는 기판은 포토, 도금, 드릴, 라미네이트 공정을 반복 작업하며 설계의 맞는 층수를 형성한다. 

 

1. Dry film Photo lithography 공정 

일반적인 반도체 공정에 사용되는 액상 Photo resist와 달리 기판 공정에서는 Dry film 형태로 photo resist를 사용하게 된다. substrate 공정에 사용되는 Panel 크기는 약 510 mmX410 mm 사각형 형태로 액상 코팅보다는 dry film 형태가 공정에 유리한 구조를 가지고 있다. 기판에서의 포토리소그래피 공정은 기본 원리는 wafer 포토공정과 동일하지만, 판넬 크기 형태에 적합하게 발전하여 기존 wafer에 사용되는 장비와는 다른 방식을 적용하고 있다. 추후에 세부적인 공정에 대해서는 다시 설명을 하겠다.

 

2. Cu plating 공정

전기 도금 형태로 포토리소그래피 완료된 판넬 전면에 두께 target에 맞춰 도금공정을 진행한다. 배선패턴도금과 Via hole을 채우는 도금을 나눠 각각 공정에 맞춰 도금조건을 설정하여 사용된다. 

 

3. Prepreg Laminate 공정

하부층과 상부층을 구분하여 층을 형성하는 절연층은 Prepreg를 laminate 하여 각각의 층을 형성한다. 온도와 압력을 가해 prepreg층을 붙이는 방식이다. 

 

4. Laser 드릴 공정

절연층으로 구분된 층을 연결해주기위해 Laser를 사용하여 via hole을 만드는 공정이다. 기판공정에서는 층을 형성할 때마다 Laser를 이용하여 물리적으로 via을 형성하는 방식으로 층간에 전기적 연결을 만들어 낸다. 

 

5. Cu seed etching 공정

Prepreg에는 전기도금공정을 위한 Seed Cu foil이 있다. 전기도금 후에는 Seed metal 제거가 필요하여 전기도금 후 seed etching 공정을 진행하게 된다. 

 

6. Panel 분리 공정 

Cored substrate에서는 없는 공정이지만 위 그림에 첨부된 ETS(Embedded Trace Substrate)나 Coreless substrate 제품에는 판넬분리 공정을 사용하여 core가 없는 얇은 기판을 제작할 수 있다. 처음에 사용된 core를 분리할 수 있는 core를 사용하여 설계된 층수까지 core 상부, 하부 2개를 동시에 제작하여 분리를 하게 되어 2개 제품을 완성하는 방식이다. 

 

7. Solder resist 형성 공정 

일반적으로 우리가 보는 초록색 PCB( printed circuit board)는 solder resist 때문에 생겨난 이미지 이다. 기판에 최외곽층에 전기적, 물리적 신뢰성을 위해 형성되는 층이다. Chip과 연결되는 pad 간 절연을 위해 형성하여 solder joint와 직접 접촉되어 solder mask라고 부르기도 한다. dry film과 동일하게 film형태로 포토리소그래피 공정을 사용하여 chip의 pad가 붙는 영역, 기판 하부에 BGA solder ball이 붙는 영역을 open 하게 된다.