JP2013140930A

JP2013140930A - 回路基板

Info

Publication number: JP2013140930A
Application number: JP2012100742A
Authority: JP
Inventors: Sun Wook Park; ウックパク，スン; Mi Jin Park; ジンパク，ミ; Romero Christian; ロメロ，クリスチアン; Yong Do Kyan; ドキャン，ヨン
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-07-18
Also published as: KR20130077537A; US20130168143A1

Abstract

【課題】反り発生を防止し、全体の寄生キャパシタンスを減少させて、性能が向上した回路基板を提供する。
【解決手段】本発明の回路基板１００は、絶縁材１０１と、絶縁材１０１の一面に形成され、少なくとも一つ以上の回路層１１１及び少なくとも一つ以上の絶縁層１１２からなるビルドアップ層１１０と、絶縁材１０１の他面に形成され、回路層１１１とは電気的に断絶された金属層１２０と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板に関する。

通常、回路基板（ｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ）は、家電製品や携帯用電子機器など電子産業の全般に亘って幅広く利用されており、技術的に分類すると、一面及び他面の両方にパターンが形成され、一面及び他面が連結されるようにホールを形成し、ホールの表面もまた導電性物質で処理した両面回路基板が主に使用されている。

しかし、近年、モバイル機器は、薄型化が要求されており、これに対応するために、片面回路基板を用いて、アセンブリの高さを最小化して電池の高さを増大したり、またはモバイル機器の一部分にのみ実装されるようにしている。

従って、両面積層回路基板より、片面で形成可能な薄型基板に対する要求が増大している。

片面回路基板は、絶縁材の一面または他面の何れか一つの面上にのみ回路が形成されており、一面と他面を連結するホールがなく、下部はベースの機能のみを行うため、製造コストを低減できるという長所がある。

しかし、このような片面回路基板は、回路層が一方向にのみ形成されるため、基板を形成する際に、反り（ｗａｒｐａｇｅ）が発生しやすいという問題があり、また、寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）制御が容易でなく、製品性能が低下するという問題がある。

本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためのものであって、本発明は、反り発生を防止し、全体の寄生キャパシタンスを減少させて、性能が向上した回路基板を提供することを目的とする。

本発明の一実施例による回路基板は、絶縁材と、前記絶縁材の一面に形成され、少なくとも一つ以上の回路層及び少なくとも一つ以上の絶縁層からなるビルドアップ層と、前記絶縁材の他面に形成され、前記回路層とは電気的に断絶された金属層と、を含む。

また、前記ビルドアップ層上に形成される第１ソルダレジスト層をさらに含むことができる。

この際、前記第１ソルダレジスト層は、前記ビルドアップ層に含まれた最外層の回路層の一部を露出させる開口部を有することができる。

また、前記開口部を介して露出した最外層の回路層上に形成された表面処理層をさらに含むことができる。

また、前記金属層上に形成される第２ソルダレジスト層をさらに含むことができる。

ここで、前記回路層は、銅（Ｃｕ）からなることができる。

また、前記金属層は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）またはこれらの合金からなる群から選択されることができる。

また、前記金属層は、複数の層からなることができる。

この際、前記金属層の各層は、互いに異なる種類の金属からなることができる。

本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。

本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

本発明は、片面回路基板において、回路層が形成された面に対向する面に前記回路層と電気的に断絶された金属層を形成することにより、前記回路層と前記金属層との間に形成された寄生キャパシタンスによって、基板全体の寄生キャパシタンスを減少する効果を有する。

また、本発明は、前記のように、基板全体の寄生キャパシタンスを減少させることができる構造を具現することにより、回路基板の性能を向上することができる効果を有する。

更に、本発明は、前記のように、片面回路基板において、回路層形成面に対向する面に金属層を形成することにより、一方向にのみビルドアップ層を形成することによって発生され得る反り（ｗａｒｐａｇｅ）現象を減少させることができる効果を有する。

本発明の一実施例による回路基板の構造を示す断面図である。従来回路基板の周波数特性と、本発明の一実施例による回路基板の周波数特性とを比較したグラフである。従来回路基板の反り発生程度と、本発明の一実施例による回路基板の反り発生程度とを比較するための写真（従来回路基板）である。従来回路基板の反り発生程度と、本発明の一実施例による回路基板の反り発生程度とを比較するための写真（従来回路基板）である。従来回路基板の反り発生程度と、本発明の一実施例による回路基板の反り発生程度とを比較するための写真（本発明の一実施例による回路基板）である。従来回路基板の反り発生程度と、本発明の一実施例による回路基板の反り発生程度とを比較するための写真（本発明の一実施例による回路基板）である。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係わる以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。本明細書において、第１、第２などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例による回路基板の構造を示す断面図である。

図１を参照すると、本実施例による回路基板１００は、絶縁材１０１、絶縁材１０１の一面に形成されるビルドアップ層１１０、及び絶縁材１０１の他面に形成される金属層１２０を含む。

本実施例において、回路基板１００は、インターポーザ（ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｒ）用基板、印刷回路基板、半導体基板、積層型ＬＴＣＣ（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏ−ｆｉｒｅｄＣｅｒａｍｉｃ）基板及び積層型ＨＴＣＣ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏ−ｆｉｒｅｄＣｅｒａｍｉｃ）基板などに適用することができ、特にこれに限定されない。

絶縁材１０１としては、樹脂絶縁材を使用することができる。前記樹脂絶縁材は、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリイミドのような熱可塑性樹脂、またはこれらにガラス繊維または無機フィラーのような補強材が含浸された樹脂、例えば、プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）を使用することができ、また、熱硬化性樹脂及び／または光硬化性樹脂なども使用することができ、特にこれに限定されない。

本実施例において、ビルドアップ層１１０は、図１に図示したように、絶縁材１０１の一面に形成され、少なくとも一つ以上の回路層１１１及び少なくとも一つ以上の絶縁層１１２からなることができる。

図１では、ビルドアップ層１１０が一つの絶縁層１１２と二つの回路層１１１ａ、１１１ｃを含んでいることを図示しているが、これは一つの実施例に過ぎず、多数の絶縁層と多数の回路層からなってもよい。

ここで、絶縁層１１２には、前記絶縁材１０１のように樹脂絶縁材が使用されてもよく、特にこれに限定されない。

また、回路層１１１は、回路基板の分野において回路用伝導性金属として使用されるものであれば、特に制限なく適用することができ、回路基板では、銅（Ｃｕ）を使用することが一般的である。

本実施例において回路層１１１は、図１のように、絶縁材１０１上に形成された第１回路パターン１１１ａ、第１回路パターン１１１ａに連結される第１ビア１１１ｂ、及び第１ビア１１１ｂに連結される第２回路パターン１１１ｃを含む。

この際、第１回路パターン１１１ａと第２回路パターン１１１ｃとの間には、寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）Ｃ_１が発生され得る。

寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）は、二つの導体の間に存在する電圧差によって形成されるものであり、本実施例でも導体である第１回路パターン１１１ａと第２回路パターン１１１ｃとの間に電圧差が存在するため、二つのパターンの間に寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）が発生され得る。

このような寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）は、周波数が小さい場合には無視できるが、周波数が高くなるほどインピーダンスが低くなって信号損失が増加し、製品の性能低下が発生され得るという問題がある。

また、近年、半導体素子の高集積化によって導電層間の距離が益々近くなり、寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）値が益々増加している。

このように、寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）値が益々増加するに伴い、周辺回路及び素子などの電気的特性が悪くなる問題がある。

即ち、本実施例のように、一方向にのみビルドアップ層が形成される片面回路基板において、寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）は、積層形成される層（ｌａｙｅｒ）数によって決定されるが、ビルドアップ層間の間隔が非常に狭いため、層間に形成する寄生キャパシタンス値が増加する。また、ビルドアップ層の各層間の寄生キャパシタンスは、直列連結されたことと同様であるため、基板全体の寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）値を減少させることは容易でない。

従って、本実施例では、片面回路基板を形成する際に、図１のように、ビルドアップ層１１０の反対方向の絶縁材１０１上に金属層１２０を形成することにより、第１回路パターン１１１ａと金属層１２０との間に非常に小さい寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）が形成され、これによって片面回路基板１００全体の寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）値を減少することができる。

これは、ビルドアップ層１１０の厚さに比べて絶縁材１０１の厚さを著しく厚く具現することがより効果的である。例えば、絶縁材１０１の厚さをビルドアップ層１１０の厚さの２倍以上にしてもよく、特にこれに限定されない。

即ち、第１回路パターン１１１ａと金属層１２０との間の距離が非常に広くなるため、非常に小さい寄生キャパシタンスＣ_２値が生成される。また、寄生キャパシタンスＣ_２は、ビルドアップ層１１０の寄生キャパシタンスＣ_１と直列連結されるため、非常に小さい値Ｃ_２と、そうでない値Ｃ_１とが直列連結された値は小さくなり、結果、基板全体の寄生キャパシタンス値は減少される。

このように、片面回路基板において、絶縁材上のビルドアップ層が形成された面の反対面に金属層を形成することにより、基板全体の寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）値が小さくなるように具現することができる。

また、基板全体の寄生キャパシタンス（ｐａｒａｓｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）が小さくなるように具現することで、図２に図示したように、従来の片面回路基板の周波数特性より本実施例による片面回路基板１００の周波数特性が著しく向上することが確認できる。

ここで、Ａは、本実施例による片面回路基板に対する周波数特性を示し、Ｂは、従来の片面回路基板に対する周波数特性を示す。

図２を参照すると、ＧＨｚレベルの高い周波数領域において、本実施例による片面回路基板の周波数損失は、従来片面回路基板の周波数損失より著しく少ないことが分かる。

また、本実施例による片面回路基板１００は、金属層１２０を形成することにより、基板の反り（ｗａｒｐａｇｅ）発生を防止することができる。

ここで、金属層１２０は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）またはこれらの合金からなる群から選択されてもよく、特にこれに限定されない。

また、図１における金属層１２０は、一つの層からなっているが、本実施例で金属層１２０は、複数の層からなってもよく、金属層１２０が複数の層からなる場合、各層は、互いに異なる種類の金属からなってもよく、特にこれに限定されない。

通常、一方向にのみ形成された基板の場合、基板自体の非対称構造によって、反り（ｗａｒｐａｇｅ）が発生する問題があるが、この場合、本実施例のように、コアである絶縁材１０１を中心に反対方向に金属層１２０を形成することにより、非対称的な構造を、ある程度、対称になるように補強して、基板の反り（ｗａｒｐａｇｅ）発生を著しく減少させることができる。

即ち、図３〜図６に図示されたように、本実施例による片面回路基板の反り程度は、従来片面回路基板の反り程度より、著しく減少させたことが分かる。

ここで、図３は、従来片面回路基板、図４は、従来片面回路基板の反り程度、図５は、本実施例による片面回路基板、図６は、本実施例による片面回路基板の反り程度を示す。

一方、本実施例による片面回路基板１００は、絶縁材の両面に銅箔層が形成された両面銅張積層板（ＣｏｐｐｅｒＣｌａｄＬａｍｉｎａｔｅ；ＣＣＬ）を利用すると容易に形成することができる。

即ち、両面銅張積層板（ＣＣＬ）は、基本的に絶縁材を中心に両面に銅箔層が形成されており、絶縁材上にさらに金属層を形成する必要がなく、形成された銅箔層を利用することができるため、工程時間及び工程コストが増加することなく、容易に製造することができる長所がある。

また、本実施例における金属層１２０は、前記のように、両面銅張積層板（ＣＣＬ）を利用して形成することも可能であるが、絶縁材１０１上にスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）のような物理気相蒸着法（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＶＤ）及び無電解メッキ工程のような化学気相蒸着法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）などを利用して形成することも可能であることは自明である。

また、本実施例において、金属層１２０は、ＥＭＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）遮蔽及び周波数特性向上のためのグラウンド（ｇｒｏｕｎｄ）特性強化などのための機能を有することができるが、特にこれに限定されない。

また、本実施例による片面回路基板１００は、図１のように、ビルドアップ層１１０上に形成される第１ソルダレジスト層１３０ａ及び金属層１２０上に形成される第２ソルダレジスト層１３０ｂをさらに含むことができる。

この際、第１ソルダレジスト層１３０ａは、ビルドアップ層１１０の最外層の回路層、例えば、第２回路パターン１１１ｃの一部を露出させる開口部１３１が形成されてもよく、特にこれに限定されない。

ここで、第１ソルダレジスト層１３０ａ及び第２ソルダレジスト層１３０ｂは、それぞれ最外層の回路層及び金属層１２０を保護する保護層の機能を有し、電気的絶縁のために形成されるものである。

前記第１ソルダレジスト層１３０ａ及び第２ソルダレジスト層１３０ｂは、当業界に公知されたように、例えば、ソルダレジストインク、ソルダレジストフィルムまたはカプセル化剤などで構成することができるが、特にこれに限定されない。

この際、ソルダレジストがフィルムであれば、真空ラミネーション工程を利用して形成することが好ましく、インクであれば、一般的にスクリーン印刷、ロールコーティング方式、カーテンコーティング方式及びスプレー方式などを利用して形成することが好ましく、絶縁材を使用した半導体材料であれば、ＬＣＤ及び半導体などで使用されるコーティング方法などを使用することができる。

ここで、各形成方式は、既に当業界に広く知られた周知の事項であるため省略する。

また、第１ソルダレジスト層１３０ａの開口部１３１を介して露出した最外層の回路層の例として、第２回路パターン１１１ｃのうち露出した部分には、表面処理層（不図示）を形成することができる。

前記表面処理層は、当業界に公知されたものであれば特に限定されず、例えば、電解ニッケル及び金メッキ方式、ＥＮＩＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓＮｉｃｋｅｌＩｍｍｅｒｓｉｏｎＧｏｌｄ）方式、ＥＮＡＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓＮｉｃｋｅｌＡｕｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＧｏｌｄ）方式、ＥＮＥＰＩＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓＮｉｃｋｅｌＥｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓＰａｌｌａｄｉｕｍＩｎｍｍｅｒｓｉｏｎＧｏｌｄ）方式、ＥＮＰＩＧ（ＥｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓＮｉｃｋｅｌＩｍｍｅｒｓｉｏｎＰａｌｌａｄｉｕｍＩｍｍｅｒｓｉｏｎＧｏｌｄ）方式、無電解スズメッキ（ＩｍｍｅｒｓｉｏｎＴｉｎＰｌａｔｉｎｇ）方式、ＯＳＰ（ＯｒｇａｎｉｃＳｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙＰｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ）方式などによって形成することができる。

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あり、本発明による回路基板は、これに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。

本発明の単純な変形乃至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添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明は、反り発生を防止し、全体の寄生キャパシタンスを減少させて、性能が向上した回路基板に適用可能である。

１００片面回路基板（回路基板）
１０１絶縁材
１１０ビルドアップ層
１１１回路層
１１１ａ第１回路パターン
１１１ｂ第１ビア
１１１ｃ第２回路パターン
１１２絶縁層
１２０金属層
１３０ａ第１ソルダレジスト層
１３０ｂ第２ソルダレジスト層
１３１開口部

Claims

絶縁材と、
前記絶縁材の一面に形成され、少なくとも一つ以上の回路層及び少なくとも一つ以上の絶縁層からなるビルドアップ層と、
前記絶縁材の他面に形成され、前記回路層とは電気的に断絶された金属層と、
を含む回路基板。
前記ビルドアップ層上に形成される第１ソルダレジスト層をさらに含む請求項１に記載の回路基板。
前記第１ソルダレジスト層は、前記ビルドアップ層に含まれた最外層の回路層の一部を露出させる開口部を有する請求項２に記載の回路基板。
前記開口部を介して露出した最外層の回路層上に形成された表面処理層をさらに含む請求項３に記載の回路基板。
前記金属層上に形成される第２ソルダレジスト層をさらに含む請求項１に記載の回路基板。
前記回路層は、銅（Ｃｕ）からなる請求項１に記載の回路基板。
前記金属層は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）またはこれらの合金からなる群から選択される請求項１に記載の回路基板。
前記金属層は、複数の層からなる請求項１に記載の回路基板。
前記金属層の各層は、互いに異なる種類の金属からなる請求項８に記載の回路基板。