KR101156924B1

KR101156924B1 - 인쇄회로기판의 제조방법

Info

Publication number: KR101156924B1
Application number: KR1020100099328A
Authority: KR
Inventors: 홍석창; 최봉규; 박상갑; 염광섭
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2012-06-21
Also published as: KR20120037705A

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 제조방법에 관련되며, 제1 절연층의 일면에 형성된 제1 회로층이 상기 제1 절연층에 함침되고, 타면에 형성된 제2 회로층이 상기 제1 절연층 표면에 형성되며, 상기 제1 회로층과 상기 제2 회로층을 연결하는 제1 비아를 포함하는 내층 회로기판을 제공하는 단계, 상기 제1 회로층 및 상기 제2 회로층에 절연면이 대향하도록 일면에 동박이 형성된 제2 절연층을 동시에 적층하는 단계, 및 상기 제1 회로층과 상기 제2 회로층 각각에 연결된 제2 비아를 포함하여 제3 회로층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

인쇄회로기판의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING PRINTED CURCUIT BOARD}

본 발명은 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판은 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동박으로 배선한 후 보드 상에 IC 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들 간의 전기적 배선을 구현하여 절연체로 코팅한 것이다.

최근, 전자산업의 발달에 전자 부품의 고기능화, 경박단소화에 대한 요구가 급증하고 있고, 이에 따라 이러한 전자부품을 탑재하는 인쇄회로기판 또한 고밀도 배선화 및 박판화가 요구되고 있다.

종래에는 코어층의 양면에 동박이 형성된 CCL에 관통홀을 형성하고, 도금방식에 의해 비아를 형성한 후 포토리소그래피 공정을 통해 회로층을 형성하는 방식에 의해 인쇄회로기판의 내층을 형성하고, 빌드업 공정을 통해 인쇄회로기판을 제조하였다.

종래의 제조방법은 코어층을 필수구성으로 하고 있기 때문에 인쇄회로기판의 고밀도 배선화 및 박판화에 역행하는 문제점이 있었다.

그리고, 빌드업 공정을 통해 양면 인쇄회로기판을 형성함에 있어서, 인쇄회로기판에 휨이 발생하는 문제점이 있었다.

최근, 인쇄회로기판의 박판화에 대응하기 위해, 코어층이 사용되지 않아 인쇄회로기판 전체의 두께를 감소시킬 수 있고 이에 따라 신호처리시간을 단축시킬 수 있는 코어리스 기판이 주목받고 있다.

그러나, 코어리스 기판의 경우 양면 인쇄회로기판을 형성함에 있어서 휨 발생제어에 관한 해결책이 제시되고 있지 않은 상황이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 절연층의 양면에 회로층이 형성되되, 일면에 형성된 회로층은 절연층에 함침되게 형성된 내층 회로기판을 형성한 후, 일면에 동박이 형성된 절연층을 상기 내층 회로기판의 양면에 동시에 적층함으로써 인쇄회로기판의 휨 문제를 해결할 수 있는 인쇄회로기판의 제조방법을 제안한다.

또한, 내층 회로기판을 형성할 때 캐리어를 사용함으로써 코어층을 생략하고 고밀도 배선화와 박판화를 달성할 수 있는 인쇄회로기판의 제조방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 상기 내층 회로기판은, 양면에 이형층이 형성되고, 상기 이형층 상에 동박이 형성된 캐리어를 제공하는 단계, 상기 이형층 상에 제1 회로층을 형성하는 단계, 상기 제1 회로층에 절연면이 대향하도록 일면에 동박이 형성된 상기 제1 절연층을 적층하는 단계, 상기 제1 회로층과 연결된 제1 비아를 포함하여 상기 제2 회로층을 형성하는 단계, 및 상기 이형층과 상기 제1 회로층을 분리시키는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 제3 회로층을 커버하는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 보호층이 내열성 수지로 구성된 솔더레지스트층인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 빌드업 공정에 있어서, 일면에 동박이 형성된 절연층을 내층 회로기판 양면에 동시에 적층함으로써 인쇄회로기판의 제조 중에 발생하는 휨 문제를 해결할 수 있다.

또한, 절연층의 양면에 배치된 내층 회로기판을 형성함에 있어서, 캐리어를 사용하기 때문에 인쇄회로기판의 고밀도 배선화와 박판화를 달성할 수 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 간략하게 도시한 단면도이다.
도 6 내지 도 11은 도 1에 도시된 내층 회로기판을 형성하는 공정을 간략하게 도시한 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 간략하게 도시한 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 설명한다.

먼저, 도 1에 도시된 것과 같이, 양면에 회로층(120, 130)이 형성된 내층 회로기판(100)을 준비한다. 본 발명에 따른 내층 회로기판(100)은 일면에 형성된 제1 회로층(120)이 타면에 형성된 제2 회로층(130)과 달리 제1 절연층(110)에 함침된다.

이러한 내층 회로기판(100)은 제1 회로층(120)이 제1 절연층(110)에 함침되기 때문에 인쇄회로기판을 제조하는 과정에서 회로층의 부식을 최소화하고, 물리적 작용으로부터 회로층(120)을 보호할 수 있는 장점이 있다.

또한, 내층 회로기판은 도 1에 도시된 것과 같이 제1 회로층(120)과 제2 회로층(130)을 연결하는 제1 비아(140)를 포함한다.

도 1에 도시된 내층 회로기판(100)은 다양한 방식을 통해 제조될 수 있으나, 본 발명은 도 6 내지 도 11에 도시된 것과 같이 캐리어(10)를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 같이 캐리어(10)를 사용하는 경우 코어층을 포함하지 않는 인쇄회로기판을 제조할 수 있어 고밀도 배선화와 박판화를 달성할 수 있고, 하나의 캐리어(10)에 2개의 내층 회로기판(100)을 형성할 수 생산성이 향상되는 장점이 있다.

캐리어(10)를 사용하여 내층 회로기판(100)을 형성하는 공정을 검토하면, 도 6에 도시된 것과 같이 양면에 이형층(12)이 형성되고, 상기 이형층(12) 상에 동박(14)이 형성된 캐리어(10)를 제공한다.

여기서 이형층(12)은 에폭시 기반 이형물질 또는 불소 수지로 이루어진 이형물질이 될 수 있으며, 이때 이형층(12)은 실리콘 코팅층(미도시)을 갖는 것일 수 있다. 또한, 이형층(12)은 일반적으로 사용되는 필름타입의 이형물질이 될 수 있다.

이때, 이형층(12)이 필름타입의 이형물질로 이루어진 경우에는 이형층(12)과 캐리어(10)의 접착력을 향상하기 위해 캐리어(10)에 대한 접착면에 표면처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이때 표면처리는 Si 코팅 또는 플라즈마 처리가 될 수 있으며 이형층(30)의 접착면이 친수성을 띠도록 표면처리를 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 이형층(12)은 Si계의 이형제를 도포한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 플라스틱 필름이 될 수 있다.

그리고, 도 7에 도시된 것과 같이 동박(14)을 패터닝하여 제1 회로층(120)을 형성한다. 이때, 포토리소그래피 공정을 통해 수행할 수 있으며, 동박(14) 상에 도금층(미도시)을 더 형성하는 경우 동박(14)과 도금층으로 구성된 제1 회로층(120)을 형성할 수 있다.

그 후, 도 8에 도시된 것과 같이 제1 회로층(120)에 절연면이 대향하도록 일면에 동박(112)이 형성된 제1 절연층(110)을 적층한다. "절연면"이란 일면에만 동박이 형성된 절연층에 있어서, 동박이 형성되지 않은 절연층의 타면을 지칭한다. 가열을 통해 제1 절연층(110)이 제1 회로층(120)과 결합되므로, 제1 회로층(120)은 제1 절연층(110)에 함침되도록 형성된다.

그리고, 도 9 및 도 10에 도시된 것과 같이 제1 회로층(120)과 연결된 제1 비아(140)를 포함하여 제2 회로층(130)을 형성한다. 이를 위해 먼저 제1 관통홀(114)을 형성한다. 제1 관통홀(114)은 기계적 드릴링 방식과 레이저 방식을 이용하여 형성한다. 특히, YAG 레이저와 엑시머레이저의 경우 동박을 제거할 수 있어 제조공정이 더욱 단순해진다. 그리고, 디버링(Deburring), 디스미어(Desmear) 공정이 더 수행될 수 있다.

제1 관통홀(114)이 형성되면, 제1 회로층(120)과 연결되는 제1 비아(140)를 제1 관통홀(114)에 형성한다. 도전성 페이스트를 충진하는 방식에 의하거나, 도금방식에 의해 제2 회로층(130)과 동시에 형성할 수 있다.

제2 회로층(130)은 동박(112)을 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하여 형성되거나, 제1 관통홀(114)과 동박(112)에 도금층을 형성한 후 포토리소그래피 공정을 통해 비아(140)를 포함하는 제2 회로층(130)을 형성할 수 있다. 상술한 두 가지 방법은 일부 차이는 있으나 서브트랙티브법(Subtractive)을 이용한다.

이러한 방식에 따라 제1 절연층(110)의 일면에 형성된 제1 회로층(120)이 제1 절연층(110)에 함침되고, 타면에 형성된 제2 회로층(130)이 제1 절연층(110) 표면에 형성되며, 제1 회로층(120)과 제2 회로층(130)을 연결하는 제1 비아(140)를 포함하는 내층 회로기판(100)이 캐리어(10) 상에 형성되면, 도 11에 도시된 것과 같이 이형층(12)과 제1 회로층(120)을 분리시킨다.

이형층(12)과 제1 회로층(120)의 계면을 기준으로 내층 회로기판(100)과 이형층이 형성된 캐리어(10)를 분리하거나, 이형층(12)의 형상에 따라 라우팅 공정을 통해 내층 회로기판(100)의 외측을 절단함으로써 캐리어(10)로부터 내층 회로기판(100)을 분리할 수 있다. 이는 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 사항으로 상세한 설명은 생략한다.

이렇게, 캐리어(10)를 사용하면 하나의 캐리어(10)로부터 2개의 내층 회로기판(100)이 형성된다.

다시, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 설명한다. 도 6 내지 도 11에 의한 방식에 의해 내층 회로기판(100)이 형성되면, 제1 회로층(120) 및 제2 회로층(130)에 절연면이 대향하도록 일면에 동박(202)이 형성된 제2 절연층(200)을 동시에 적층한다.

내층 회로기판(100)에 절연층(200)을 적층할 때, 내층 회로기판(100)과 절연층(200)의 열팽창계수(CTE) 차이로 휨이 발생할 수 있다. 본 발명은 휨의 발생을 최소화하기 위해 내층 회로기판(100)의 양면에 절연층(200)을 동시에 적층한다. 내층 회로기판(100)의 양면에서 반대방향으로 발생하는 휨은 서로 상쇄되어 휨 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 일면에 동박(202)이 형성된 절연층(200)을 적층하면 동박(202)이 시드층 역할을 수행하여 신뢰성이 향상된 회로층을 형성할 수 있는 장점이 있다.

그 후, 도 3에 도시된 것과 같이 제1 회로층(120)과 제2 회로층(130) 각각에 연결된 제2 비아(310)를 포함하여 제3 회로층(300)을 형성한다.

이를 위해, 먼저 제2 관통홀(204)을 제2 절연층(200)에 형성한다. 제2 관통홀(204) 역시 기계적 드릴링 방식과 레이저 방식을 이용하여 형성한다. 특히, YAG 레이저와 엑시머레이저의 경우 동박을 제거할 수 있어 제조공정이 더욱 단순해진다. 그리고, 디버링(Deburring), 디스미어(Desmear) 공정이 더 수행될 수 있다.

제2 관통홀(204)이 형성되면, 회로층(120, 130)과 연결되는 제2 비아(310)를 제2 관통홀(204)에 형성한다. 도전성 페이스트를 충진하는 방식에 의하거나, 도금방식에 의해 제3 회로층(300)과 동시에 형성할 수 있다.

제3 회로층(300)은 동박(202)을 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하여 형성되거나, 제2 관통홀(204)과 동박(202)에 도금층을 형성한 후 포토리소그래피 공정을 통해 제2 비아(310)를 포함하는 제3 회로층(300)을 형성할 수 있다.

상술한 공정을 통해 4층의 회로층을 갖는 인쇄회로기판에 제조된다. 이렇게 제조된 인쇄회로기판은 코어층을 포함하지 않아 고밀도 배선화와 박판화를 달성할 수 있다.

한편, 상술한 빌드업 공정을 반복하여 6층, 8층 또는 그 이상의 회로층을 포함하는 인쇄회로기판을 형성할 수 있다.

그리고, 도 4에 도시된 것과 같이 제3 회로층(300)을 커버하는 보호층(400)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 외부에 노출된 최외층 회로층은 이물질이 접촉되거나 물리적 손상이 일어나 배선의 단락, 오접속의 문제가 발생할 수 있다. 특히, 전자소자를 실장하는 경우 솔더가 원하지 않는 영역에 접속하는 경우가 발생할 수 있다. 보호층(400)은 이러한 문제점을 해결하기 위해 최외층 회로층을 커버하도록 형성된다.

보호층(400)은 솔더레지스트가 채용될 수 있는데, 스크린 인쇄법, 롤러 코팅법, 커튼 코팅법, 스프레이 코팅법 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다. 보호층(400)은 솔더가 용해되는 온도에 충분히 견디는 내열성 수지로 구성된다.

도 5에서 제3 회로층(300)은 최외층 회로층이며, 제3 회로층(300)에 전자소자와 연결되는 패드부(320)를 포함하는 경우 보호층(400)은 패드부(320)를 노출시키는 개구부를 포함하도록 형성된다.

한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10 : 캐리어 12 : 이형층
14 : 동박 100 : 내층 회로기판
110 : 제1 절연층 112 : 동박
114 : 제1 비아 120 : 제1 회로층
130 : 제2 회로층 140 : 제1 비아
200 : 제2 절연층 202 : 동박
204 : 제2 관통홀 300 : 제3 회로층
310 : 제2 비아 320 : 패드부
400 : 보호층

Claims

제1 절연층의 일면에 형성된 제1 회로층이 상기 제1 절연층에 함침되고, 타면에 형성된 제2 회로층이 상기 제1 절연층 표면에 형성되며, 상기 제1 회로층과 상기 제2 회로층을 연결하는 제1 비아를 포함하는 내층 회로기판을 제공하는 단계;
상기 제1 회로층 및 상기 제2 회로층에 절연면이 대향하도록 일면에 동박이 형성된 제2 절연층을 동시에 적층하는 단계; 및
상기 제1 회로층과 상기 제2 회로층 각각에 연결된 제2 비아를 포함하여 제3 회로층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 내층 회로기판은, 양면에 이형층이 형성되고, 상기 이형층 상에 동박이 형성된 캐리어를 제공하는 단계, 상기 이형층 상에 제1 회로층을 형성하는 단계, 상기 제1 회로층에 절연면이 대향하도록 일면에 동박이 형성된 상기 제1 절연층을 적층하는 단계, 상기 제1 회로층과 연결된 제1 비아를 포함하여 상기 제2 회로층을 형성하는 단계 및 상기 이형층과 상기 제1 회로층을 분리시키는 단계를 포함하여 제조된 인쇄회로기판의 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제3 회로층을 커버하는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 3에 있어서,
상기 보호층은 내열성 수지로 구성된 솔더레지스트층인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.