JP2012238915A

JP2012238915A - 凹凸パターン付きビアパッドを含む印刷回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP2012238915A
Application number: JP2012200899A
Authority: JP
Inventors: Watanabe Ryoichi; リョウイチワタナベ; Se Won Park; ウォンパク、セ
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2012-12-06
Also published as: KR101051551B1; US20140175047A1; KR20110047542A; US8680404B2; JP5122594B2; JP2011096998A; US20110100686A1

Abstract

【課題】本発明は凹凸パターン付きビアパッドを含む印刷回路基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】第１の絶縁層１１上に形成された回路パターン１２と、第１の絶縁層１１上に回路パターン１２に対して離設され、ビアホールＡが形成される下面に該ビアホールＡより断面積が大きく形成され、凹凸パターン１３ａ、１３ｂを有するビアパッド１３と、ビアホールＡの形成されていないビアパッド１３と回路パターン１２との上に形成される第２の絶縁体１４と、該第２の絶縁体１４及びビアホールＡ上に形成される銅箔層１５とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、多様な形態の凹凸パターンを有するビアパッドを含む印刷回路基板及びその製造方法に関する。

印刷回路基板（ＰＣＢ：ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）は、所定の電子部品を電気的に接続または機械的に固定させる役割を遂行する回路基板であって、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂などの絶縁層と、該絶縁層に付着され、所定の配線パターンが形成される銅箔層とから構成されている。

この印刷回路基板は、積層数によって絶縁層の片面のみに配線が形成された断面印刷回路基板（ＳｉｎｇｌｅＰＣＢ）と、絶縁層の両面に配線が形成された両面印刷回路基板（ＤｏｕｂｌｅＰＣＢ）と、多層で配線された多層印刷回路基板（Ｍｕｔｉ１ａｙｅｒＰＣＢ）とに分類される。

最近、電子製品の小型化、薄型化、高密度化と伴ってビルドアップ（Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）基板の高密度化が要求されると共に高信頼性の基板が要求されている。

このように、基板の高信頼性の確保のために、熱膨張係数（ＣＴＥ）が低く且つ高いガラス伝導温度を有する絶縁材料の開発が進められており、ビアの接続信頼性を向上させるためにレーザビア、デスミア（Ｄｅｓｍｅａｒ）液及び工程の開発が活発に行われている。

一般に、印刷回路基板にビアホールを形成する方法は、レーザドリル（Ｌａｓｅｒｄｒｉｌｌ）を用いる方法が使われている。

絶縁体上に形成された円形または四角形のビアパッド上に、レーザドリルを用いてビアホールが形成され、該ビアホールの上部及び下部は、無電解メッキまたは電気メッキを用いてメッキされて電気的に接続されることができる。

一般的なビアパッドの形状は、ビアホール底面（ｂｏｔｔｏｍ）の直径より大きく、ビアパッドは銅メッキによって形成されるが、回路パターンの形成される領域とビアパッドの形成される領域との面積差によってメッキの厚さが異なって形成されてしまうという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的はビア接続の信頼性確保及びビアパッドの厚さの均一性が向上する、凹凸パターン付きビアパッドを含む印刷回路基板及びその製造方法を提供することにある。

本発明の一つの特徴によれば、第１の絶縁層上に形成された回路パターンと、前記第１の絶縁層上に前記回路パターンに対して離設され、ビアホールが形成される下面に該ビアホールより断面積が大きく形成され、凹凸パターンを有するビアパッドと、前記ビアホールの形成されていないビアパッドと前記回路パターンとの上に形成される第２の絶縁体と、前記第２の絶縁体及び前記ビアホール上に形成される銅箔層とを含む。

本発明の他の特徴によれば、第１の絶縁層の一部領域がエッチングされて形成された回路パターンと、前記第１の絶縁層の一部領域がエッチングされて形成され、前記回路パターンに対して離設され、ビアホールが形成される下面に該ビアホールより断面積が大きく形成され、凹凸パターンを有するビアパッドと、前記ビアホールの形成されていないビアパッド及び前記回路パターン上に形成される第２の絶縁体と、前記第２の絶縁体及び前記ビアホール上に形成される銅箔層とを含む。

また、本発明による印刷回路基板の前記凹凸パターンは、円形、六角形、四角形、螺旋形または多数の対角線が交差して形成される形状の中少なくとも一つに形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の前記第１の絶縁体は、ポリイミドによって形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の前記回路パターンまたは前記ビアパッドは、銅箔層によって形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の前記凹凸パターンは、レーザを照射して形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の前記凹凸パターンは、前記ビアパッドの厚さが一部または全部エッチングされて形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の前記凹凸パターンは、前記ビアパッド及び該ビアパッドの下面の第１の絶縁体が一部エッチングされて形成されることができる。

本発明の他の特徴によれば、第１の絶縁層上に回路パターンと、前記回路パターンに対して離設され、凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップと、前記回路パターンと前記凹凸パターンが形成されたビアパッドとの上に第２の絶縁層を形成するステップと、前記ビアパッド上の第２の絶縁層の一部領域をエッチングしてビアホールを形成するステップと、前記ビアホールの形成された第２の絶縁層に銅箔層を形成するステップとを含む。

本発明の他の特徴によれば、第１の絶縁層の一部領域をエッチングして回路パターンを形成し、前記回路パターンと離間された第１の絶縁層の一部領域をエッチングして凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップと、前記回路パターンと前記凹凸パターンが形成されたビアパッドとの上に第２の絶縁層を形成するステップと、前記ビアパッド上の第２の絶縁層の一部領域をエッチングしてビアホールを形成するステップと、前記ビアホールの形成された第２の絶縁層に銅箔層を形成するステップとを含む。

また、本発明による印刷回路基板の製造方法において、前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、前記凹凸パターンは、前記ビアパッドの一部領域にレーザを照射し該一部領域をエッチングして形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の製造方法において、前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、前記凹凸パターンは、円形、六角形、四角形、螺旋形または多数の対角線が交差して形成される形状の中少なくとも一つに形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の製造方法において、前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、前記凹凸パターンは、前記ビアパッドの厚さが一部または全部エッチングされて形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の製造方法において、前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、前記凹凸パターンは、前記ビアパッドと該ビアパッドの下面に形成された第１の絶縁体の一部がエッチングされて形成されることができる。

また、本発明による印刷回路基板の製造方法において、前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、前記凹凸パターンは、規則的に形成されることができる。

本発明の実施形態によれば、ビアパッドに形成された凹凸パターン分、メッキされる総面積が広くなり、３次元的な接続面を形成することができるので、ビア接続の信頼性及び接続強度が向上するという効果が奏する。

また、ビアパッドに凹凸パターンを形成することによって、ビアパッドの面積と周辺回路パターン面積との差を最小化し、メッキ過程で類似な析出速度を維持すると共に、ビアパッドと回路パターンとのメッキ厚さを均一に形成することができるという効果が奏する。

本発明の第１の実施形態による印刷回路基板の断面図を示す図面である。本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の断面図を示す図面である。本発明の第１の実施形態による凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の第１の実施形態による凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の第２の実施形態による凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の第２の実施形態による凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の第３の実施形態による、ビアパッドに形成された凹凸パターンの形態を示す図面である。本発明の第３の実施形態による、ビアパッドに形成された凹凸パターンの形態を示す図面である。本発明の実施形態による、ビアパッドに形成される凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の実施形態による、ビアパッドに形成される凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の実施形態による、ビアパッドに形成される凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の実施形態による、ビアパッドに形成される凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の実施形態による、ビアパッドに形成される凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の実施形態による、ビアパッドに形成される凹凸パターンの形状を示す図面である。本発明の第１の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第１の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第１の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第１の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第１の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。

本発明は多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有することができる。特定な実施形態を図面に例示して詳細な説明において詳細に述べることにする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定するのでなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むことと理解されたい。

ここで本発明の実施形態による凹凸パターン付きビアパッドを含む印刷回路基板及びその製造方法に対して図面を参照して詳細に説明し、図面符号に関係なく同一または対応する構成要素は、同一の参照符号を付し、それに対する重複する説明は省略することにする。

［凹凸パターン付きビアパッドを含む印刷回路基板］

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態による印刷回路基板の断面図を示す図面である。

同図のように、本発明の第１の実施形態による凹凸パターン付きビアパッドを含む印刷回路基板は、第１の絶縁層１１、回路パターン１２、凹凸パターン１３ａ、１３ｂが形成されたビアパッド１３、第２の絶縁層１４及び銅箔層１５を含む。

第１の絶縁層１１は、ポリイミドによって形成されることができ、片面または両面に回路パターン１２が形成されることができる。

ビアパッド１３は、第１の絶縁層１１上に形成された回路パターン１２に対して離設され、ビアホールＡの設けられる下面に形成される。ビアパッド１３の断面積は、上面に形成されるビアホールＡの上下部断面積より大きく、ビアパッド１３には凹凸パターン１３ａ、１３ｂが形成される。

図６ａ〜図６ｆは、本発明の実施形態による、ビアパッドに形成される凹凸パターンの形状を示す図面である。

同図のように、ビアパッド１３に形成される凹凸パターン１３ａ、１３ｂは、円形、六角形、四角形、螺旋形または多数の対角線が交差して形成される形状の中少なくとも一つに形成されることができる。

ビアパッド１３は、円形または四角形の銅メッキ層を形成後（図６ａ）、該銅メッキ層上の一部領域にウインドーを形成後、レーザを照射して凹凸パターンを形成したり、マスクを形成後、該マスクの形成されていない領域を銅メッキして凹凸パターンを形成することができる。

該凹凸パターンを形成する方法は一実施形態に過ぎなく、多様な方法で形成されてもよい。

また、凹凸パターンは、ビアパッドの厚さの一部または全部をエッチングして形成することができ、ビアパッドと該ビアパッドの下面に形成された第１の絶縁体を一部エッチングして形成することができる。

図３ａ、図３ｂ、図４ａ、図４ｂ、図５ａ及び図５ｂは、本発明の実施形態による凹凸パターンの形態を示す図面である。

図３ａ及び図３ｂは、ビアパッド１３の厚さが全部エッチングされて凹凸パターン１３ａ、１３ｂが形成されたことを示す図で、凹凸パターン１３ａ、１３ｂ間に積層された第２の絶縁体１４が全てエッチングされた形態である。

図４a及び図４ｂは、ビアパッド１３厚さの一部がエッチングされて凹凸パターン１３ａ、１３ｂが形成されたことを示す図で、凹凸パターン１３ａ、１３ｂ間に積層された第２の絶縁体１４が一部残された形態である。

図５ａ及び図５ｂは、ビアパッド１３が全部エッチングされ、該ビアパッド１３の下面に形成された第１の絶縁体１１の一部領域がエッチングされて凹凸パターン１３ａ、１３ｂが形成されたことを示す。

図３ａ〜図５ｂに示した凹凸パターン１３ａ、１３ｂは、レーザ照射の量を調節して異なって形成されることができ、他の方法によって異なる形状に形成ることができる。

第２の絶縁体１４は、ビアホールＡの形成されないビアパッドと回路バター１２との上に形成され、第２の絶縁体１４及びビアホールＡ上に銅箔層１５が形成されて上部に形成された回路パターンと電気的に接続されることができる。

＜第２の実施形態＞

図２は、本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の断面図を示す図面である。

同図のように、本発明の第２の実施形態による凹凸パターン付きビアパッド含む印刷回路基板は、第１の絶縁層１１、回路パターン１２、凹凸パターン１３ａ、１３ｂが形成されたビアパッド１３、第２の絶縁層１４及び銅箔層１３を含む。

本発明の第２の実施形態による印刷回路基板は、第１の実施形態による印刷路基板と比べて、回路パターン１２の形成される領域と凹凸パターン１３ａ、３ｂの形成されたビアパッド１３が形成される領域とが異なる。

第１の絶縁層１１は、ポリイミドによって形成されることができ、片面また両面の一部領域がエッチングされ、該エッチングされた領域に回路パターン１２及びビアパッド１３が形成されることができる。

ビアパッド１３は回路パターン１２に対して離設され、ビアホールＡの形成れる下面に形成され、ビアパッド１３の断面積は上面に形成されるビアホールＡの上下部断面積より大きく、ビアパッド１３には凹凸パターン１３ａ、１bが形成されることができる。

即ち、第１の実施形態による印刷回路基板は、回路パターン１２及びビアパド１３が第１の絶縁層１１上に形成される一方、第２の実施形態による印刷回路基板は、回路パターン１２及びビアパッド１３が第１の絶縁層１１のエッチングされた領域に形成される。

そのため、第２の実施形熊による印刷回路基板は、第１の絶縁層１１を形成し該第１の絶縁層１１の一部領域にトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）を形成後、該トレンチの内部をメッキすることによって、回路パターン１２とビアパッド１３とを形成することができる。

従来の印刷回路基板のビアパッドの断面積は、回路パターンの断面積と差が大きく、メッキ過程で、析出速度の差を引き起こし、これによってビアパッドが不均一にメッキされてしまうという問題があった。

しかしながら、本発明の印刷回路基板のビアパッド１３は凹凸パターン１３a、１３ｂを備えることによって、回路パターン１２との断面積の差を最小化してメッキ層を均一に形成することができる。

また、凹凸パターン１３ａ、１３ｂ間にメッキ層が形成されるため、ビア接続強度を向上させることができる。

［凹凸パターン付きビアパッドを含む印刷回路基板の製造方法］

＜第１の実施形態＞
図７ａ〜図７ｅは、本発明の第１の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。

同図のように、本発明の第１の実施形態による凹凸パターン付きビアパッドを合む印刷回路基板の製造方法は、第１の絶縁層１１上に回路パターン１２と、凹白パターン１３ａ、１３ｂを有するビアパッド１３とを形成する（図７ａ参照）。

ここで、凹凸パターン１３ａ、１３ｂは、ビアパッド１３の一部領域にレーザを照射して該一部領域をエッチングして形成するか、またはマスクを形成して選択的にメッキすることができる。

凹凸パターン１３ａ、１３ｂは、円形、六角形、四角形、螺旋形または多数の対角線が交差して形成される形状の中いずれか一つによって形成されると共に、規則的なパターンによって形成されることができる。

また、凹凸パターン１３ａ、１３ｂは、ビアパッド１３の厚さが一部または全部エッチングされて形成されるか、またはビアパッド１３と第１の絶縁体１１の一部領域がエッチングされて形成されてもよい（図３ａ〜図５ｂ参照）。

次に、回路パターン１２と凹凸パターン１３ａ、１３ｂが形成されたビアパッド１３との上に第２の絶縁層１４を形成し（図７ｂ参照）、該第２の絶縁層１４の一部領域をエッチングしてビアホールＡを形成する（図７ｃ参照）。

ビアホールＡの形成された第２の絶縁層１４に銅箔層１５を形成後（図７ｄ参照）、該銅箔層１５の上部に銅メッキ１６を形成することができる（図７ｅ参照）。

＜第２の実施形態＞

図８ａ〜図８ｅは、本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の製造方法の工程図を示す図面である。

同図のように、本発明の第２の実施形態による凹凸パターン付きビアパッドを含む印刷回路基板の製造方法は、第１の絶縁層１１の一部領域をエッチングして回路パターン１２を形成し、該回路パターン１２と離間された第１の絶縁層１１のエッチングされた領域に凹凸パターン１３ａ、１３ｂを有するビアパッド１３を形成する（図８ａ参照）。

凹凸パターン１３ａ、１３ｂの形態及び特徴に関する内容は、第１の実施形態による印刷回路基板の製造方法と同一である。

次に、回路パターン１２と凹凸パターン１３ａ、１３ｂが形成されたビアパッド１３との上に第２の絶縁層１４を形成し（図８ｂ参照）、該第２の絶縁層１４の一部領域をエッチングしてビアホールＡを形成する（図８ｃ参照）。

ビアホールＡの形成された第２の絶縁層１４に銅箔層１５を形成後（図８ｄ参照）、該銅箔層１５の上部に銅メッキ１６を形成することができる（図８ｅ参照）。

本発明の第２の実施形態による印刷回路基板の製造方法は、第１の実施形態による印刷回路基板の製造方法と比べて、回路パターン１２及びビアパッド１３が配置される領域が第１の絶縁層１１の上部、または第１の絶縁層１１のエッチングされた領域である点で相違がある。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１第１の絶縁体
１２回路パターン
１３ビアパッド
１３ａ、１３ｂ凹凸パターン
１４第２の絶縁体
１５銅箔層
１６銅メッキ

Claims

第１の絶縁層上に形成された回路パターンと、
前記第１の絶縁層上に前記回路パターンに対して離設され、ビアホールが形成される下面に該ビアホールより断面積が大きく形成され、凹凸パターンを有するビアパッドと、
前記ビアホールの形成されていないビアパッドと前記回路パターンとの上に形成される第２の絶縁体と、
前記第２の絶縁体及び前記ビアホール上に形成される銅箔層と
を含む印刷回路基板。
第１の絶縁層の一部領域がエッチングされて形成された回路パターンと、
前記第１の絶縁層の一部領域がエッチングされて形成され、前記回路パターンに対して離設され、ビアホールが形成される下面に該ビアホールより断面積が大きく形成され、凹凸パターンを有するビアパッドと、
前記ビアホールの形成されていないビアパッドと前記回路パターンとの上に形成される第２の絶縁体と、
前記第２の絶縁体及び前記ビアホール上に形成される銅箔層と
を含む印刷回路基板。
前記凹凸パターンは、円形、六角形、四角形、螺旋形または多数の対角線が交差して形成される形状の中少なくとも一つに形成される請求項１または２に記載の印刷回路基板。
前記第１の絶縁層は、ポリイミドによって形成される請求項１から３の何れか１項に記載の印刷回路基板。
前記回路パターンまたは前記ビアパッドは、銅箔層によって形成される請求項１から４の何れか１項に記載の印刷回路基板。
前記凹凸パターンは、レーザを照射して形成される請求項１から５の何れか１項に記載の印刷回路基板。
前記凹凸パターンは、前記ビアパッドの厚さが一部または全部エッチングされて形成される請求項１から６の何れか１項に記載の印刷回路基板。
前記凹凸パターンは、前記ビアパッド及び該ビアパッドの下面の前記第１の絶縁層が一部エッチングされて形成される請求項１から７の何れか１項に記載の印刷回路基板。
第１の絶縁層上に回路パターンと、該回路パターンに対して離設され、凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップと、
前記回路パターンと前記凹凸パターンが形成されたビアパッドとの上に第２の絶縁層を形成するステップと、
前記ビアパッド上の前記第２の絶縁層の一部領域をエッチングしてビアホールを形成するステップと、
前記ビアホールの形成された前記第２の絶縁層に銅箔層を形成するステップと
を含む印刷回路基板の製造方法。
第１の絶縁層の一部領域をエッチングして回路パターンを形成し、該回路パターンと離間された前記第１の絶縁層の一部領域をエッチングして凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップと、
前記回路パターンと前記凹凸パターンが形成されたビアパッドとの上に第２の絶縁層を形成するステップと、
前記ビアパッド上の前記第２の絶縁層の一部領域をエッチングしてビアホールを形成するステップと、
前記ビアホールの形成された前記第２の絶縁層に銅箔層を形成するステップと
を含む印刷回路基板の製造方法。
前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、
前記凹凸パターンは、前記ビアパッドの一部領域にレーザを照射して該一部領域をエッチングして形成される請求項９または１０に記載の印刷回路基板の製造方法。
前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、
前記凹凸パターンは、円形、六角形、四角形、螺旋形または多数の対角線が交差して形成される形状の中少なくとも一つに形成される請求項９または１０に記載の印刷回路基板の製造方法。
前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、
前記凹凸パターンは、前記ビアパッドの厚さが一部または全部エッチングされて形成される請求項９から１２の何れか１項に記載の印刷回路基板の製造方法。
前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、
前記凹凸パターンは、前記ビアパッドと該ビアパッドの下面に形成された前記第１の絶縁層の一部がエッチングされて形成される請求項９から１３の何れか１項に記載の印刷回路基板の製造方法。
前記凹凸パターンを有するビアパッドを形成するステップにて、
前記凹凸パターンは、規則的に形成される請求項９から１４の何れか１項に記載の印刷回路基板の製造方法。