JP2010183046A - プリント基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】層間接続構造が要らなく、電気抵抗熔接によって層間接続することにより、簡単な工程で製造することができるプリント基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁層122、及び絶縁層122の両面に形成されたランド部118a,118b及びパターン部120a,120bを含む回路層116a,116bを含み、絶縁層122の両面に形成されたランド部118a,118bは電気抵抗熔接によって互いに接合され、絶縁層122の両面に形成された回路層116a,116bが電気抵抗熔接によって接合されて層間接続されるので、ビアまたはバンプのような別途の層間接続構造及びその形成工程が不要であり、構造及び工程が単純化する。
【選択図】図7
【解決手段】絶縁層122、及び絶縁層122の両面に形成されたランド部118a,118b及びパターン部120a,120bを含む回路層116a,116bを含み、絶縁層122の両面に形成されたランド部118a,118bは電気抵抗熔接によって互いに接合され、絶縁層122の両面に形成された回路層116a,116bが電気抵抗熔接によって接合されて層間接続されるので、ビアまたはバンプのような別途の層間接続構造及びその形成工程が不要であり、構造及び工程が単純化する。
【選択図】図7
Description
本発明はプリント基板及びその製造方法に係り、より詳しくは電気抵抗熔接によって層間接続された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、プリント基板は各種の熱硬化性合成樹脂でなるボードの片面または両面に動線で配線した後、ボード上にICまたは電子部品を配置固定し、これら間の電気的配線を具現し、絶縁体でコートしたものである。
プリント基板の製造過程において、絶縁層に回路パターンを形成する工程は、最も基本的なものでありながらも最も重要な位置を持つものであると言える。図1〜図7は従来技術によるプリント基板の製造方法を工程順に示す工程断面図である。以下、これら図に基づいて、従来技術によるプリント基板の製造方法を説明する。
まず、図1に示すように、絶縁層12の両面に銅箔層14が形成された両面銅張積層板(copper clad laminate)を準備する。
ついで、図2に示すように、絶縁層12に層間回路の連結のためのビアホール16を加工する。この際、ビアホール16は、銅箔層14及び絶縁層12をCNCドリル、CO2レーザードリル、またはYAGレーザードリルなどを利用して一度に加工するか、ビアホール16を形成する前に絶縁層12の両面に形成された銅箔層14をエッチングで除去してウィンドウを加工し、絶縁層12にだけドリルで加工することができる。
ついで、図3に示すように、層間電気的連結及び絶縁層12の表面に回路層を形成するため、ビアホール16の内壁を含む絶縁層12上に無電解めっき層18を形成する。この際、無電解めっき層18は、例えば脱脂(cleanet)過程、ソフト腐食(soft etching)過程、予備触媒処理(pre−catalyst)過程、触媒処理過程、活性化(accelerator)過程、無電解銅めっき過程、及び酸化防止処理過程を含む一般的な触媒析出方式によって形成される。公知の技術である触媒析出方式についての詳細な説明は省略する。
ついで、図4に示すように、配線パターンを形成するために、ビアホール16の内部を含む無電解めっき層18上に電解銅めっき工程で電解めっき層20を形成する。
ついで、図5に示すように、電解めっき層20上にドライフィルム22を塗布し、露光及び現像工程によってパターン部形成領域を露出させるオープン部24を有するようにパターニングする。
最後に、図6に示すように、オープン部24を通して露出した無電解めっき層18及び電解めっき層20をエッチングで除去してパターン部26を形成し、ドライフィルム22を除去することで、プリント基板30を完成する。
しかし、従来技術においては、プリント基板30の製造において、層間接続のために、ビアホール16を加工し、無電解めっき層18及び電解めっき層20を形成する工程が要求されるため、製造方法が複雑で、製造費用が増加する問題点があった。
特に、プリント基板が高密度化していくにつれて所要のビアホール16の数が増加し、これはビアホールの加工工程、無電解/電解めっき層の形成工程の増加を伴うから、製造方法が一層複雑になり、製造費用が増加するだけでなく、製造時間も増加することになる。
したがって、本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的はビアまたはバンプのような層間接続構造が不要なプリント基板及びその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、電気抵抗熔接によって層間接続することにより、簡単な工程で製造することができるプリント基板及びその製造方法を提供することである。
前記目的を達成するため、本発明は、絶縁層;及び前記絶縁層の両面に形成されたランド部及びパターン部を含む回路層;を含み、前記絶縁層の両面に形成されたランド部は電気抵抗熔接によって互いに接合されているプリント基板を提供する。
前記回路層は前記絶縁層に埋め込まれることができる。
前記回路層は前記絶縁層上に形成されることができる。
前記ランド部が形成された領域の高さは前記パターン部が形成された領域の高さより小さいことができる。
また、前記目的を達成するため、本発明は、(A)キャリア部材にランド部及びパターン部を含む回路層を形成する段階;(B)層間接続領域にキャビティを持つ絶縁層の両面に、前記回路層が向かい合うように、前記キャリア部材を配置する段階;(C)前記キャリア部材を押し付けて前記絶縁層に前記回路層を埋め込む段階;(D)熔接棒を押し付けて前記キャビティの両面に配置されたランド部を接触させ、電気抵抗熔接によって層間接合させる段階;及び(E)前記回路層と前記絶縁層の間の空間を満たすように前記絶縁層を高温高圧で成形し、前記キャリア部材を除去する段階;を含む、プリント基板の製造方法を提供する。
前記(A)段階は、(A1)接着剤を介在して、両面にメタルベース部、メタルバリア層、及びシード層が順次形成されたキャリア部材を準備する段階;(A2)前記シード層に感光性レジストを形成し、回路層形成領域を露出させるオープン部を有するように前記感光性レジストをパターニングする段階;(A3)前記オープン部にめっき工程を施して、ランド部及びパターン部を含む回路層を形成し、前記感光性レジスト層を除去する段階;及び(A4)前記接着剤の両面に形成されたキャリア部材を分離する段階;を含むことができる。
前記接着剤は熱処理の際に接着性を失う熱接着剤であることができる。
前記(B)段階において、前記キャリア部材は、前記ランド部が前記絶縁層のキャビティを介在して向かい合うように配置されることができる。
前記(B)段階において、前記絶縁層のキャビティは前記ランド部より大きな幅を持つことができる。
前記(D)段階において、前記熔接棒は前記ランド部が形成されたキャリア部材に配置されて前記キャリア部材を加圧することで前記ランド部を接触させ、電流を印加して前記ランド部を熔接させることができる。
前記ランド部が形成された領域の高さは前記パターン部が形成された領域の高さより小さいことができる。
また、前記目的を達成するため、本発明は、(A)層間接続領域にキャビティを持つ絶縁層の両面に金属層を付着する段階;(B)熔接棒を押し付けて前記キャビティの両面に配置された金属層を接触させ、電気抵抗熔接によって層間接合させる段階;(C)前記金属層と絶縁層の間の空間を満たすように前記絶縁層を高温高圧で成形する段階;及び(D)前記金属層をパターニングして、ランド部及びパターン部を含む回路層を形成する段階;を含むプリント基板の製造方法を提供する。
前記(B)段階において、前記熔接棒は前記キャビティの両面に配置された金属層の上部を加圧することで前記金属層を接触させ、電流を印加することにより、前記接触した前記金属層を熔接させることができる。
前記ランド部が形成された領域の高さは前記パターン部が形成された領域の高さより小さいことができる。
本発明によれば、電気抵抗熔接による層間接続構造を採択することにより、ビアまたはバンプのような別途の層間接続構造が不要であるだけでなく、ビアまたはバンプ形成のための追加の工程が不要であり、製造費用が低下し、製造工程が簡素化する。
また、本発明によれば、回路層が絶縁層に埋め込まれた構造を有するので、プリント基板の全高が減少して薄型化が可能となり、アディティブ(additive)工法で回路層を形成するので、微細回路パターンの具現が可能である効果がある。
また、本発明によれば、絶縁層に回路層を形成する場合、金属層をエッチングして回路を形成するので、微細回路パターンの具現が可能である効果がある。
本発明の目的、特定の利点及び新規の特徴は添付図面を参照する以下の詳細な説明及び好適な実施例から一層明らかに理解可能であろう。本明細書において、“第1”、“第2”などの用語は特定の量、順序または重要度を示すものではなく、構成要素を互いに区別するために使用したものである。各図面の構成要素に参照番号を付け加えるにあたり、同じ構成要素がたとえ他の図面に図示されていても、できるだけ同じ符号を付けることにする。また、本発明の説明において、関連の公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要にあいまいにすることができると判断される場合はその詳細な説明を省略する。
以下、添付図面に基づいて、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
(プリント基板の構造)
図7は本発明の好適な第1実施例によるプリント基板の断面図、図8は本発明の好適な第2実施例によるプリント基板の断面図である。
図7は本発明の好適な第1実施例によるプリント基板の断面図、図8は本発明の好適な第2実施例によるプリント基板の断面図である。
図7及び図8から分かるように、本発明によるプリント基板100、200は、絶縁層122;202の両面に形成された回路層116a、116b;214a、214bのランド部118a、118b;216a、216bが電気抵抗熔接によって接合されて層間接続されるもので、ビアまたはバンプのような別途の層間接続部が不要な構造に関する。以下、このような構造を採用する本発明の好適な実施例について添付図面を参照して具体的に説明する。
本発明の好適な第1実施例によるプリント基板100は、図7に示すように、絶縁層122の両面に、ランド部118a、118b及びパターン部120a、120bを含む回路層116a、116bが埋め込まれた構造に形成され、ランド部118a、118bが電気抵抗熔接によって接合されることにより層間接続される構造を持つ。
ここで、絶縁層122の両面に形成されたランド部118a、118bが電気抵抗熔接によって接合される構造であるので、ランド部118a、118bが形成された領域の高さはパターン部が形成された領域の高さより小さく形成される。
本発明の好適な第2実施例によるプリント基板200は、図8に示すように、絶縁層202上に、ランド部216a、216b及びパターン部218a、218bを含む回路層214a、214bが形成され、ランド部216a、216bが電気抵抗熔接によって接合されることにより層間接続される構造を持つ。ここで、第2実施例によるプリント基板200は、回路層214a、214bが埋め込まれた構造ではなく、絶縁層202の上部に形成される点を除き、第1実施例による構造と同様であるので、その重複部分についての説明は省略する。
(プリント基板の製造方法)
図9〜図18は図7に示すプリント基板の製造方法を工程順に示す工程断面図である。以下、これら図に基づいてその製造方法を説明する。
図9〜図18は図7に示すプリント基板の製造方法を工程順に示す工程断面図である。以下、これら図に基づいてその製造方法を説明する。
まず、図9に示すように、キャリア部材102を準備する。
この際、キャリア部材102は、パターン転写のための一般的なキャリア部材を使用することができ、例えば接着剤110を基準として両面に二つのキャリア部材102a、102bが付着した構造を持つことができる。具体的に、キャリア部材102a、102bは、それぞれメタルベース部104a、104b、メタルバリア層106a、106b、及びシード層(seed layer)108a、108bが順次形成された構造を有するように形成される。ここで、メタルベース部104a、104bは、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、または鉄(Fe)のような金属が使用され、メタルバリア層106a、106bはチタンTiが使用されることができる。この際、メタルバリア層106a、106bは、真空蒸着、スパッタリング、またはイオンめっきのような乾式成膜法によってメタルベース部104a、104bに形成される。
ここで、接着剤110は熱処理の際に接着性を失う熱接着剤であって、常温では接着された状態で接着性を維持しているが、熱処理によって接着性を失って被接着物から剥離が可能なものであれば、特に限定されなく、当業者に公知されたいずれの熱接着剤でも使用することができる。例えば、約100〜150℃の温度での熱処理で接着性を失うアクリル及び発泡剤でなる熱接着剤などが使用可能であるが、特にこれに限定されるものではない。
ついで、図10に示すように、キャリア部材102のシード層108a、108bに感光性レジスト112a、112bを塗布し、露光及び現像工程によって、回路層形成領域を露出させるオープン部114a、114bを形成する。
この際、オープン部114a、114bは、回路層形成領域を除いて感光性レジスト112a、112bを露光した後、配線パターン形成領域上に塗布された露光されなかった感光性レジスト112a、112bを現像液などで除去することで形成される。
ここで、感光性レジスト112a、112bとしては、ドライフィルム(dry film)または液状のポジティブフォトレジスト(P−LPR;positive liquid photoresist)が使用できる。
ついで、図11に示すように、オープン部114a、114bにめっき工程を施してランド部118a、118b及びパターン部120a、120bを含む回路層116a、116bを形成する。
ついで、図12に示すように、感光性レジスト112a、112bを剥離し、二つのキャリア部材102a、102bをそれぞれ分離する。
この際、接着剤110として熱接着剤が使用される場合、所定温度以上の熱処理によって接着性を失うことにより、二つのキャリア部材102a、102bから分離される。
ついで、図13に示すように、層間接続領域にキャビティ124を持つ絶縁層122の両面に、回路層116a、116bが向かい合うように、キャリア部材102a、102bをそれぞれ配置する。
この際、回路層116a、116bのランド部118a、118bはキャビティ124の両面に配置されることが好ましく、キャビティ124はランド部118a、118bが挿入できるようにランド部118a、118bの幅より大きな幅を持つことが好ましい。
ついで、図14に示すように、キャリア部材102a、102bを押し付けて回路層116a、116bを絶縁層122に埋め込む。
この際、絶縁層122は、回路層116a、116bの埋込みが可能であるように、半硬化状態にあることが好ましい。例えば、絶縁層122を軟化温度以上に加熱しながらキャリア部材102a、102bを押し付けることが好ましい。
ここで、回路層116a、116bのパターン部120a、120bは絶縁層122に埋め込まれており、ランド部118a、118bはそれぞれ連結されていない状態で絶縁層122のキャビティ124に配置される。
ついで、図15に示すように、熔接棒126a、126bをランド部118a、118bに配置した状態で、上下ランド部118a、118bを押し付けてランド部118a、118bを接触させる。
ついで、図16に示すように、ランド部118a、118bが接触した状態で、熔接棒126a、126bに電流を印加することで、ランド部118a、118bを電気抵抗熔接で接合させて層間接続されるようにする。
ついで、図17に示すように、ランド部118a、118bと絶縁層122の間の空間を満たすように、絶縁層122を高温高圧で成形し、キャリア部材102を除去する。この段階で、回路層116a、116bが絶縁層122に埋め込まれた状態でランド部118a、118bが電気抵抗熔接によって接合されたプリント基板100が製造される。
この際、絶縁層122を高温高圧で成形する場合、絶縁層122は半硬化または軟化状態になり、ランド部118a、118bと絶縁層122の間の空間を満たすようになる。
一方、メタルベース部104a、104b及びメタルバリア層106a、106bは異種の金属層であるので、相異なるエッチング液を用いて除去し、シード層108a、108bは、フラッシュエッチング(flash etching)またはクィックエッチング(quick etching)で除去する。
一方、図18に示すように、外部に露出した回路層116a、116bを保護するために、ソルダレジスト層128a、128bが絶縁層122に形成できる。図18には絶縁層122が両面にソルダレジスト層128a、128bが形成されたものが示されているが、ソルダレジスト層128a、128bが形成されず、上述した構造のプリント基板100にビルドアップ層が積層されたものも本発明の範疇内に含まれるものと理解しなければならない。
図19〜図25は図8に示すプリント基板の製造方法を工程順に示す工程断面図である。以下、これら図に基づいてその製造方法を説明する。
まず、図19に示すように、層間接続領域にキャビティ204を持つ絶縁層202の両面に金属層206a、206bをそれぞれ配置する。
ついで、図20に示すように、金属層206a、206bを絶縁層202に付着させる。この際、絶縁層202は、金属層206a、206bが付着できるように、半硬化状態にあることが好ましい。
ここで、キャビティ204の上下側に配置された金属層206a、206bの一部は互いに接触しない状態で配置される。
ついで、図21に示すように、熔接棒208a、208bをキャビティ204の上下側に配置された金属層206a、206bに配置した状態で、上下金属層206a、206bを押し付けて接触させる。
ついで、図22に示すように、金属層206a、206bが接触した状態で、熔接棒208a、208bに電流を印加することで、金属層206a、206bの一部を電気抵抗熔接で接合させて層間接続させる。
ついで、図23に示すように、金属層206a、206bと絶縁層202の間の空間を満たすように絶縁層202を高温高圧で成形する。
ついで、図24に示すように、金属層206a、206b上に感光性レジスト210a、210bを塗布し、露光及び現像工程によって、回路層形成領域を露出させるオープン部212a、212bを形成する。
この際、オープン部212a、212bは、電気抵抗熔接によって接合された金属層206a、206b領域、つまりランド部216a、216bとなる領域には形成されない。
最後に、図25に示すように、オープン部212a、212bを通して露出した領域の金属層206a、206bを除去し、感光性レジスト210a、210bを剥離することで、ランド部216a、216b及びパターン部218a、218bを含む回路層214a、214bを形成する。
前記のような製造工程によって、回路層214a、214bが絶縁層202に形成された状態でランド部216a、216bが電気抵抗熔接によって接合されたプリント基板200が製造される。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのもので、本発明による基板製造用キャリア部材及びこれを用いる基板製造方法はこれに限定されなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を持った者によってその変形や改良が可能であろう。
本発明の単純な変形ないし変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は特許請求範囲によって明らかに決まるべきである。
本発明は、電気抵抗熔接によって層間接続されたプリント基板及びその製造方法に適用可能である。
100、200 プリント基板
102 キャリア部材
116a、116b、214a、124b 回路層
118a、118b、216a、216b ランド部
120a、120b、218a、218b パターン部
122 絶縁層
102 キャリア部材
116a、116b、214a、124b 回路層
118a、118b、216a、216b ランド部
120a、120b、218a、218b パターン部
122 絶縁層
Claims (14)
- 絶縁層;及び
前記絶縁層の両面に形成されたランド部及びパターン部を含む回路層;
を含み、
前記絶縁層の両面に形成されたランド部は電気抵抗熔接によって互いに接合されていることを特徴とする、プリント基板。 - 前記回路層は前記絶縁層に埋め込まれることを特徴とする、請求項1に記載のプリント基板。
- 前記回路層は前記絶縁層上に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のプリント基板。
- 前記ランド部が形成された領域の高さは前記パターン部が形成された領域の高さより小さいことを特徴とする、請求項1に記載のプリント基板。
- (A)キャリア部材にランド部及びパターン部を含む回路層を形成する段階;
(B)層間接続領域にキャビティを持つ絶縁層の両面に、前記回路層が向かい合うように、前記キャリア部材を配置する段階;
(C)前記キャリア部材を押し付けて前記絶縁層に前記回路層を埋め込む段階;
(D)熔接棒を押し付けて前記キャビティの両面に配置されたランド部を接触させ、電気抵抗熔接によって層間接合させる段階;及び
(E)前記回路層と前記絶縁層の間の空間を満たすように前記絶縁層を高温高圧で成形し、前記キャリア部材を除去する段階;
を含むことを特徴とする、プリント基板の製造方法。 - 前記(A)段階は、
(A1)接着剤を介在して、両面にメタルベース部、メタルバリア層、及びシード層が順次形成されたキャリア部材を準備する段階;
(A2)前記シード層に感光性レジストを形成し、回路層形成領域を露出させるオープン部を有するように前記感光性レジストをパターニングする段階;
(A3)前記オープン部にめっき工程を施して、ランド部及びパターン部を含む回路層を形成し、前記感光性レジスト層を除去する段階;及び
(A4)前記接着剤の両面に形成されたキャリア部材を分離する段階;
を含むことを特徴とする、請求項5に記載のプリント基板の製造方法。 - 前記接着剤は熱処理の際に接着性を失う熱接着剤であることを特徴とする、請求項6に記載のプリント基板の製造方法。
- 前記(B)段階において、前記キャリア部材は、前記ランド部が前記絶縁層のキャビティを介在して向かい合うように配置されることを特徴とする、請求項5に記載のプリント基板の製造方法。
- 前記(B)段階において、前記絶縁層のキャビティは前記ランド部より大きな幅を持つことを特徴とする、請求項5に記載のプリント基板の製造方法。
- 前記(D)段階において、前記熔接棒は前記ランド部が形成されたキャリア部材に配置されて前記キャリア部材を加圧することで前記ランド部を接触させ、電流を印加して前記ランド部を熔接させることを特徴とする、請求項5に記載のプリント基板の製造方法。
- 前記ランド部が形成された領域の高さは前記パターン部が形成された領域の高さより小さいことを特徴とする、請求項5に記載のプリント基板の製造方法。
- (A)層間接続領域にキャビティを持つ絶縁層の両面に金属層を付着する段階;
(B)熔接棒を押し付けて前記キャビティの両面に配置された金属層を接触させ、電気抵抗熔接によって層間接合させる段階;
(C)前記金属層と絶縁層の間の空間を満たすように前記絶縁層を高温高圧で成形する段階;及び
(D)前記金属層をパターニングして、ランド部及びパターン部を含む回路層を形成する段階;
を含むことを特徴とする、プリント基板の製造方法。 - 前記(B)段階において、前記熔接棒は前記キャビティの両面に配置された金属層の上部を加圧することで前記金属層を接触させ、電流を印加することにより、前記接触した前記金属層を熔接させることを特徴とする、請求項12に記載のプリント基板の製造方法。
- 前記ランド部が形成された領域の高さは前記パターン部が形成された領域の高さより小さいことを特徴とする、請求項12に記載のプリント基板の製造方法。
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