JP2008277738A - 放熱プリント基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱特性及び信頼性を向上させることができる放熱プリント基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウムコアの両面に、第1絶縁層、第2絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、及び第3絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板が順次に積層された原板を準備し、前記原板を貫くビアホールを形成し、プラズマを利用して前記ビアホール内部のスミアを除去し、前記ビアホールの内部に露出した前記アルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成し、前記第2絶縁層上に外層回路パターンを形成する。
【選択図】図2
【解決手段】アルミニウムコアの両面に、第1絶縁層、第2絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、及び第3絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板が順次に積層された原板を準備し、前記原板を貫くビアホールを形成し、プラズマを利用して前記ビアホール内部のスミアを除去し、前記ビアホールの内部に露出した前記アルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成し、前記第2絶縁層上に外層回路パターンを形成する。
【選択図】図2
Description
本発明は放熱プリント基板及びその製造方法に関し、特に放熱特性及び信頼性を向上させることができる放熱プリント基板及びその製造方法に関するものである。
一般に、プリント基板(Printed Circuit Board:PCB)は、設計された回路パターンに従い、基板に多数の導電パターンが形成されているので、導電パターンと実装又は内装素子による高温の熱が放出される。
しかし、実装又は内蔵される素子から一定量以上の熱が発生すれば、回路は誤作動をするか破損するなどの問題が発生する。よって、実装又は内蔵される素子から発生する熱を放出するために、基板の中心にアルミニウムコアを挿入したプリント基板が提案されている。
このように、プリント基板の中心にアルミニウムコアが挿入されたプリント基板は、図1A〜図1Dに示す方法によって製造される。
図1A〜図1Dは従来技術による放熱プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。
まず、図1Aに示すように、プリント基板に実装又は内蔵される素子から発生する熱を放出するためのアルミニウムコア102の両面に絶縁材104、両面に内層回路パターン112が形成された銅張積層板(Copper Clad Laminate:CCL)、及び片面に銅箔110が積層された片面銅張積層板(RCC)が順次に積層された原板100を準備する。
原板100を準備した後、CNCドリルを利用して、図1Bに示すように、原板を貫くビアホール114を形成する。この際、ビアホール114は、原板100の上部と下部を電気的に連結する役目をする。
ビアホール114を形成した後、ドリリングの際に発生した銅箔のバリ(Burr)及びビアホール内壁のほこり粒子、銅箔表面のほこり、指紋などを除去するためのばり取り(Deburring)作業を行う。
その後、ドリリングの際、ドリルビットによって発生する熱により、プリント基板を構成する樹脂、つまりアルミニウムコア102の両面に積層された絶縁材104と、絶縁材106の両面に内層回路パターン112が形成された銅張積層板106、112及び絶縁材108の片面に銅箔110が積層された片面銅張積層板108、110の絶縁材106、108が溶けてビアホール内壁に付着した汚れであるスミア(Smear)を除去するデスミア(Desmear)作業を行う。
デスミア作業を行った後、無電解銅鍍金及び電解銅鍍金工程によって、図1Cに示すように、ビアホール114の内壁及び銅箔110上に無電解銅鍍金層116及び電解銅鍍金層118を形成する。
無電解銅鍍金層116及び電解銅鍍金層118を形成した後、電解銅鍍金層118上にドライフィルム(図示せず)を塗布し、露光及び現像工程によって、外層回路パターンを除いた残り部分のドライフィルムを除去する。
その後、エッチング液で、ドライフィルムが除去された部分の電解銅鍍金層118、無電解銅鍍金層116及び銅箔110を除去して、図1Dに示すように、外層回路パターン120を形成する。
外層回路パターン120を形成した後、外層回路パターン120上に残っているドライフィルムを除去する。
ところが、このような従来技術による放熱プリント基板の製造方法は、研磨剤と水を用いてスミアを除去するか、あるいは高圧洗浄機でビアホール114の内部に水を噴射してスミアを除去するから、スミアの除去能力が低下し、以後に形成される無電解銅鍍金層がビアホールの内壁に円滑に形成されないため、プリント基板の信頼性が低下する問題点がある。
また、従来技術による放熱プリント基板の製造方法は、無電解銅鍍金工程の際、酸又はアルカリに弱いアルミニウムコア102が溶け、アルミニウムコア102が位置するビアホールの内壁に無電解銅鍍金層が円滑に形成されなくて、プリント基板の上部及び下部が電気的に連結されないため、プリント基板の信頼性が低下する問題点がある。
したがって、本発明は放熱特性及び信頼性を向上させることができる放熱プリント基板及びその製造方法を提供することをその目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の実施例による放熱プリント基板は、アルミニウムコアと、前記アルミニウムコアの両面に積層された多数の絶縁層と、前記絶縁層の間に形成された内層回路パターンと、最外側絶縁層上に形成された外層回路パターンと、前記アルミニウムコア及び多数の絶縁層を貫くように形成されたビアホールと、前記ビアホールの内壁に露出した前記アルミニウムコアを保護するために、前記ビアホールの内壁に露出した前記アルミニウムコア上に形成されたニッケル鍍金層とを含むことを特徴とする。
また、本発明の実施例による放熱プリント基板の製造方法は、a)アルミニウムコアの両面に、第1絶縁層、第2絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、及び第3絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板が順次に積層された原板を準備するステップと、b)前記原板を貫くビアホールを形成するステップと、c)プラズマを利用して前記ビアホール内部のスミアを除去するステップと、d)前記ビアホールの内部に露出した前記アルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成するステップと、e)前記第3絶縁層上に外層回路パターンを形成するステップとを含むことを特徴とする。
本発明は、ビアホール形成の後、プラズマを利用して、ビアホール内壁に付着したスミアを分解して除去することで、スミアを完全に除去することができ、以後に形成される無電解銅鍍金層が円滑に形成されるので、プリント基板の信頼性を向上させることができる。
また、本発明は、ビアホール形成の後、ビアホールの内部に露出したアルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成することで、以後に行われる無電解銅鍍金工程の際、酸又はアルカリによってアルミニウムコアが溶けることを防止することができ、ビアホール内壁に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層が均一に形成されるので、プリント基板の信頼性を向上させることができる。
そして、本発明は、プリント基板の中心部にアルミニウムコアを挿入するので、実装又は内蔵された素子から発生する熱をアルミニウムコアに拡散させて放熱特性を向上させることができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図2は本発明の実施例による放熱プリント基板を示す図である。図2を参照すれば、本発明の実施例による放熱プリント基板は、アルミニウムコア12、第1絶縁層14、第2絶縁層16、第3絶縁層18、内層回路パターン22、外層回路パターン34、ビアホール24及びニッケル鍍金層30を含む。
アルミニウムコア12は、プリント基板の中心部に挿入され、プリント基板に実装又は内蔵された素子から発生する熱を放出する役目をし、接地(Ground)として機能する。
第1絶縁層14は、アルミニウムコア12の両面に積層され、アルミニウムコア12と外部を電気的に遮断する役目をする。
第2絶縁層16は、第1絶縁層14上に積層され、その両面に形成された内層回路パターン22を電気的に隔離させる役目をする。
言い換えれば、第2絶縁層16は、上部に形成された内層回路パターン22と下部に形成された内層回路パターン22を電気的に隔離させる。
第3絶縁層18は、第2絶縁層16上に積層され、最外側に形成された外層回路パターン34と内層回路パターン22を電気的に隔離させる役目をする。
ビアホール24は、放熱プリント基板の上部と下部を電気的に連結するために、アルミニウムコア12、第1絶縁層14、第2絶縁層16及び第3絶縁層18を貫くように形成される。
ニッケル鍍金層30は、ビアホール24内壁に露出したアルミニウムコア12が無電解銅鍍金層の形成時に溶けることを防止するために、ビアホール24の内壁に露出したアルミニウムコア12上に形成される。
図3A〜図3Eは本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法を示す図である。
まず、図3Aに示すように、アルミニウムコア12の両面に、第1絶縁層14、第2絶縁層16の両面に内層回路パターン22が形成された銅張積層板(Copper Clad Laminate:CCL)、及び第3絶縁層18の一面に銅箔20が積層された片面銅張積層板(RCC)が順次に積層された原板10を準備する。
この際、第1絶縁層14としては、プリプレグが使用され、第2絶縁層16及び第3絶縁層18としては、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたFR−4が主に使用される。
ここで、原板10は次のような三つの方法によって形成される。
第1方法は次のようである。第2絶縁層16の両面に銅箔が積層された銅張積層板を準備する。その後、銅箔上にドライフィルム(図示せず)を塗布した後、露光及び現像工程によって、内層回路パターン22が形成される部分のドライフィルムを除いた残り部分のドライフィルムを除去する。
ドライフィルムを除去した後、エッチング液でドライフィルムの除去された銅箔をエッチングする。これにより、ドライフィルムが残っている部分の銅箔である内層回路パターン22が第2絶縁層16の両面に形成される。
内層回路パターン22を形成した後、内層回路パターン22上のドライフィルムを除去する。その後、アルミニウムコア12の両面に、第1絶縁層14、第2絶縁層16の両面に内層回路パターン22が形成された銅張積層板、及び第3絶縁層18の一面に銅箔20が積層された片面銅張積層板を順次に整列した後、プレスで加熱加圧することで、原板10を形成する。
ここで、内層回路パターン22は銅箔のみで形成する方法を説明したが、銅箔上に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層を形成した後、ドライフィルムを塗布して内層回路パターン22を形成することもできる。
すなわち、原板10を形成する第2方法としては、第2絶縁層16の両面に積層された銅箔上に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層を形成した後、電解銅鍍金層上にドライフィルムを塗布する。
以後の工程は、銅箔上にドライフィルムを塗布して内層回路パターン22を形成する第1方法と同様な工程手順に、内層回路パターン22を形成し、内層回路パターン22の形成後、アルミニウムコア12の両面に第1絶縁層14、第2絶縁層16の両面に内層回路パターン22が形成された銅張積層板、第3絶縁層18の一面に銅箔20が積層された片面銅張積層板を順次に整列した後、プレスで加熱加圧して、原板10を形成する。
また、内層回路パターン22は、第2絶縁層16の両面に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層を形成した後、ドライフィルムを塗布することで、形成することもできる。
また、原板10を形成する第3方法としては、第2絶縁層16の両面に無電解銅鍍金層及び電解銅鍍金層を形成した後、電解銅鍍金層上にドライフィルムを塗布する。
以後の工程は、銅箔上にドライフィルムを塗布して内層回路パターン22を形成する第1方法と同様な工程手順に、内層回路パターン22を形成し、内層回路パターン22の形成後、アルミニウムコア12の両面に、第1絶縁層14、第2絶縁層16の両面に内層回路パターン22が形成された銅張積層板、及び第3絶縁層18の一面に銅箔20が積層された片面銅張積層板を順次に整列した後、プレスで加熱加圧することで、原板10を形成する。
また、原板10は、アルミニウムコア12の両面に、第1絶縁層14、第2絶縁層16の両面に内層回路パターン22が形成された銅張積層板、及び第3絶縁層18及び銅箔20を順次に整列した後、プレスで加熱加圧して形成することもできる。
原板10を準備した後、CNCドリルを利用して、図3Bに示すように、原板10を貫くビアホール24を形成する。この際、ビアホール24は、原板10の上部と下部を電気的に連結する役目をする。
ビアホール24を形成した後、ドリリング時に発生した銅箔のバリ及びビアホール内壁のほこり粒子、銅箔表面のほこり、指紋などを除去するためのばり取り作業を行う。
その後、窒素、CF4及び酸素でなるプラズマを利用して、ドリリング作業の際、ドリルビットによって発生する熱によって、プリント基板を構成する樹脂、つまり第1絶縁層14、第2絶縁層16及び第3絶縁層18が溶けてビアホール24内壁に付着したスミアを除去する。
この際、プラズマがスミアを分解して除去するので、ビアホール24の内壁に付着したスミアはプラズマによってすっかり除去される。
スミアを除去した後、鍍金工程によって、図3Cに示すように、ビアホール24の内部に露出したアルミニウムコア12にニッケル鍍金層30を形成する。
この際、ニッケル鍍金層30は、以後に行われる無電解銅鍍金工程の際、酸又はアルカリによってアルミニウムコア12が溶けることを防止する役目をする。
ニッケル鍍金層30を形成した後、無電解銅鍍金及び電解銅鍍金工程を順次に行い、図3Dに示すように、ビアホール24の内壁及び銅箔20上に無電解銅鍍金層26及び電解銅鍍金層28を形成する。
無電解銅鍍金層26及び電解銅鍍金層28を形成した後、電解銅鍍金層28上にドライフィルム(図示せず)を塗布し、露光及び現像工程によって、外層回路パターンが形成される部分のドライフィルムを除いた残り部分のドライフィルムを除去する。
その後、エッチング液で、ドライフィルムが除去された部分の電解銅鍍金層28、無電解銅鍍金層26及び銅箔20を除去して、図3Eに示すように、外層回路パターン34を形成する。
外層回路パターン34を形成した後、外層回路パターン34上に残っているドライフィルムを除去する。
このように、本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法は、ビアホール24の形成後、プラズマを利用して、ビアホール24の内壁に付着したスミアを分解して除去することで、スミアをすっかり除去することができ、以後に形成される無電解銅鍍金層26が円滑に形成されるので、プリント基板の信頼性を向上させることができる。
また、本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法は、ビアホール24の形成後、ビアホール24の内部に露出したアルミニウムコア12にニッケル鍍金層30を形成することにより、以後に行われる無電解銅鍍金工程の際、酸又はアルカリによってアルミニウムコア12が溶けることを防止することができ、ビアホール24の内壁に無電解銅鍍金層26及び電解銅鍍金層28が均一に形成されるので、プリント基板の信頼性を向上させることができる。
そして、本発明の実施例による放熱プリント基板及びその製造方法は、プリント基板の中心部にアルミニウムコア12を挿入するので、実装又は内蔵された素子で発生する熱をアルミニウムコア12に拡散させて放熱特性を向上させることができる。
本発明は、放熱特性及び信頼性を向上させる放熱プリント基板及びその製造方法に適用可能である。
10、100 原板
12、102 アルミニウムコア
14、16、18、104、106、108 絶縁層
20、110 銅箔
22、112 内層回路パターン
26、116 無電解銅鍍金層
28、118 電解銅鍍金層
30 ニッケル鍍金層
34、120 外層回路パターン
12、102 アルミニウムコア
14、16、18、104、106、108 絶縁層
20、110 銅箔
22、112 内層回路パターン
26、116 無電解銅鍍金層
28、118 電解銅鍍金層
30 ニッケル鍍金層
34、120 外層回路パターン
Claims (5)
- アルミニウムコアと、
前記アルミニウムコアの両面に積層された多数の絶縁層と、
前記絶縁層の間に形成された内層回路パターンと、
最外側絶縁層上に形成された外層回路パターンと、
前記アルミニウムコア及び多数の絶縁層を貫くように形成されたビアホールと、
前記ビアホールの内壁に露出した前記アルミニウムコアを保護するために、前記ビアホールの内壁に露出した前記アルミニウムコア上に形成されたニッケル鍍金層と
を含むことを特徴とする、放熱プリント基板。 - a)アルミニウムコアの両面に、第1絶縁層、第2絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、及び第3絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板が順次に積層された原板を準備するステップと、
b)前記原板を貫くビアホールを形成するステップと、
c)プラズマを利用して前記ビアホール内部のスミアを除去するステップと、
d)前記ビアホールの内部に露出した前記アルミニウムコアにニッケル鍍金層を形成するステップと、
e)前記第3絶縁層上に外層回路パターンを形成するステップと
を含むことを特徴とする放熱プリント基板の製造方法。 - 前記a)ステップは、
a−1)前記第2絶縁層の両面に銅箔が積層された銅張積層板を準備するステップと、
a−2)前記銅箔上にドライフィルムを塗布した後、露光及び現像工程によって、前記内層回路パターンが形成される部分を除いた残り部分のドライフィルムを除去するステップと、
a−3)エッチング液で、前記ドライフィルムが除去された部分の銅箔を除去して内層回路パターンを形成するステップと、
a−4)前記内層回路パターン上に残っているドライフィルムを除去するステップと、
a−5)前記アルミニウムコア上に、第1絶縁層、第2絶縁層の両面に内層回路パターンが形成された銅張積層板、第3絶縁層の片面に銅箔が積層された片面銅張積層板を順次に整列した後、プレスで加熱加圧するステップと
を含むことを特徴とする、請求項2に記載の放熱プリント基板の製造方法。 - 前記第1絶縁層はプリプレグであり、前記第2絶縁層及び第3絶縁層はFR−4であることを特徴とする、請求項2に記載の放熱プリント基板の製造方法。
- 前記プラズマは、窒素、CF4及び酸素でなることを特徴とする、請求項2に記載の放熱プリント基板の製造方法。
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