JP2013540368A - 印刷回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は印刷回路基板に対するものであって、この基板は複数の基底回路パターンが形成されている絶縁基板、前記基底回路パターンを露出するビアホールを含む絶縁層、前記ビアホールを埋め込む伝導性ビア、そして、前記絶縁層の上に形成される回路パターンを含み、前記回路パターンと前記絶縁層との間に前記絶縁層のラフネスに沿ってラフネスを有するめっき層が形成されている印刷回路基板を提供する。したがって、安い１２μｍの銅箔層を含むＣＣＬを使用して印刷回路基板を形成しながらＣＯ_２レーザードリルの一回によりビアホールを形成することによって経済的である。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷回路基板及びその製造方法に関するものである。

印刷回路基板（ＰＣＢ；Printed Circuit Board）は、電気絶縁性基板に銅のような伝導性材料で回路ラインパターンを印刷して形成したものであって、電子部品を搭載する直前の基板（Board）をいう。即ち、さまざまな種類の多い電子素子を平板の上に密集搭載するために、各部品の装着位置を確定し、部品を連結する回路パターンを平板表面に印刷して固定した回路基板を意味する。

一方、ビア（Via）とは、‘〜を経由して’の意味であって、ビアホールは層を貫通して加工されたホールであって、ビアホールを形成するためには層を貫通するホールを開けて、ホールの壁面を銅でめっきして配線を電気的に連結する。高仕様のＦＣ−ＣＳＰ製品の場合、ビアホールの個数が幾何級数的に増加して数百万ホールにまで至るが、ホールを加工するＹＡＧドリル／ＣＯ_２ドリル工程にかかる時間が長くなって、この工程がネック（neck）工程となっており、ホール加工費用も格段に増加しているので、問題となる。

本発明の目的は、新たな構造を有する印刷回路基板及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＣＯ_２ドリルでビアを形成する印刷回路基板及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、複数の基底回路パターンが形成されている絶縁基板、前記基底回路パターンを露出するビアホールを含む絶縁層、前記ビアホールを埋め込む伝導性ビア、そして前記絶縁層の上に形成される回路パターンを含み、前記回路パターンと前記絶縁層との間に前記絶縁層のラフネスに沿ってラフネスを有するめっき層が形成されている印刷回路基板を提供する。

一方、本発明は基底回路パターンが形成されている絶縁プレートの上に第１厚さを有する金属層と絶縁層の積層材を付着するステップ、前記金属層をフルエッチングし、第２厚さを有する無電解めっき層を形成するステップ、前記基底回路パターンのうちの一部を露出するようにＣＯ_２レーザードリルを用いて前記無電解めっき層及び前記絶縁層を同時に除去してビアホールを形成するステップ、前記ビアホールを埋め込み、前記無電解めっき層の上に電解めっき層を形成するステップ、そして前記無電解めっき層及び前記電解めっき層をエッチングして外部回路パターンを形成するステップを含む印刷回路基板の製造方法を提供する。

本発明によれば、安い１２μｍの銅箔層を含むＣＣＬを使用して印刷回路基板を形成しながらＣＯ_２レーザードリルの一回によりビアホールを形成することによって経済的である。

また、ビアを形成するシード層をめっき層に形成してシード層の厚さを縮めることができる。

１以上の実施形態の詳細が、図面および以下の詳細な説明によって説明される。他の特徴は、詳細な説明、図面および特許請求の範囲の記載から明らかであろう。

本発明の実施形態に従う印刷回路基板の断面図である。 図１の印刷回路基板のＡ領域の拡大図である。 図１の印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 図１の印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 図１の印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 図１の印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 図１の印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 図１の印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 図１の印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 図１の印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板を製造する方法を説明する断面図である。

以下、添付した図面を参考にして本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は多様な相異する形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。

明細書の全体で、どの部分がどの構成要素を“含む”とする時、これは特別に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外するものでなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

そして、図面において、本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、幾つの層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して表したし、明細書の全体を通じて類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。

層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“真上に”ある場合だけでなく、その中間に更に他の部分がある場合も含む。反対に、どの部分が他の部分の“真上に”あるとする時には中間に他の部分がないことを意味する。

本発明は安い１２μｍの銅箔層を用いて印刷回路基板を形成しながら、めっき層をシード層にビアを形成することによって、ＣＯ_２ドリルによりビアホールを形成して製造費用を減らすことができる印刷回路基板を提示する。

以下、図１乃至図１０を参考して本発明の印刷回路基板を説明する。

図１は本発明の第１実施形態に従う印刷回路基板の断面図であり、図２は図１の印刷回路基板のＡ領域の拡大図である。

図１及び図２を参考すると、本発明に従う印刷回路基板１００は、絶縁プレート１１０、前記絶縁プレート１１０の上に形成されている基底回路パターン１２０を含む。

前記絶縁プレート１１０は単一回路パターンが形成される印刷回路基板１００の支持基板であることがあるが、複数の積層構造を有する印刷回路基板のうち、１基底回路パターン１２０が形成されている絶縁層領域を意味することもできる。

前記絶縁プレート１１０が複数の積層構造のうちの１絶縁層を意味する場合、前記絶縁プレート１１０の上部または下部に複数の基底回路パターン１２０が連続的に形成できる。

前記絶縁プレート１１０は熱硬化性または熱可塑性高分子基板、セラミック基板、有−無機複合素材基板、またはガラス繊維含浸基板であることがあり、高分子樹脂を含む場合、エポキシ系絶縁樹脂を含むことができ、これとは異なり、ポリイミド系樹脂を含むこともできる。

前記絶縁プレート１１０の上には複数の基底回路パターン１２０が形成されている。

前記基底回路パターン１２０は伝導性物質で形成され、絶縁プレート１１０の上に形成される銅箔層をパターニングして回路パターン１２０を形成する場合、銅を含む合金で形成できる。

前記絶縁プレート１１０の上に前記基底回路パターン１２０を覆って絶縁層１３０が形成されている。

前記絶縁層１３０は、熱伝導度（約０．２〜０．４Ｗ／ｍｋ）の低いエポキシ系絶縁樹脂を含み、これとは異なり、熱伝導度が相対的に高いポリイミド系樹脂を含むこともできる。

前記絶縁層１３０は、強化繊維、ガラス繊維、またはフィラーなどの固形成分を前記樹脂に含浸させて形成するプリプレグを硬化して形成することができる。

前記絶縁層１３０は、前記基底回路パターン１２０を露出するビアホール１３１を含む。

前記ビアホール１３１は、下部の基底回路パターン１２０を絶縁層１３０の上部の回路パターンと連結する伝導性ビア１５１で埋め込まれている。

前記ビアホール１３１はレーザーにより形成されることができ、ビアホール１３１の断面は設計によって円形または四角形の形状を有することができる。

前記ビアホール１３１は、絶縁プレート１１０に対して所定角度に傾いて形成されることができ、これとは異なり、垂直に形成されることもできる。

前記絶縁層１３０の上に回路パターン１５０が形成されている。

前記回路パターン１５０は下部のめっき層１４０をシードに電解めっきして形成されるめっき層であって、銅、金、銀、白金、パラジウム、またはニッケルなどを含む合金で形成できる。

前記絶縁層１３０のビアホール１３１には、前記ビアホール１３１を埋め込み、伝導性ビア１５１が形成されている。

前記伝導性ビア１５１は、前記基底回路パターン１２０の上に前記ビアホール１３１を埋め込み、めっきされて、前記絶縁層１３０の上面に拡張されている。

この際、図２のように、絶縁層１３０の上面に拡張されている領域には下部のめっき層１４０を含む。

前記絶縁層１３０は、表面に所定のラフネス（roughness）を有する。これは、前記絶縁層１３０がＣＣＬ（copper clad laminate）から銅箔層を除去して形成された樹脂層であって、銅箔層を除去する工程または硬化する工程で表面にラフネスを有することができる。

前記下部めっき層１４０は、ラフネスを有する絶縁層１３０の表面に無電解めっきを遂行して形成されるものであって、銅、モリブデン、クロム、ニッケル、または銀のうち、少なくとも１つを含む合金で形成されることができ、好ましくは銅を含む合金で形成できる。

前記下部めっき層１４０は、絶縁層のラフネスに沿ってラフネスを有して稠密にめっきされて形成され、厚さ（ｈ１）は０．５乃至２μｍの厚さ、好ましくは１μｍの厚さを有して形成される。

このように、ラフネスを有する絶縁層の上にＣＣＬ状態の銅箔層をエッチングして使用せず、別途の電解めっきを遂行してシード層を形成することによって、下部めっき層１４０が絶縁層１３０のラフネスに沿ってめっきされることによって、シード層の厚さが薄くなり、稠密になって微細パターンを具現することができる。

以下、図３乃至図１０を参考して、図２の印刷回路基板１００の製造方法を説明する。

まず、図３のように、絶縁プレート１１０の上に基底回路パターン１２０を形成する。

絶縁プレート１１０及び基底回路パターン１２０は、ＣＣＬの銅箔層をパターニングして形成することができ、ＣＣＬの上のプリプレグを硬化したものが絶縁プレート１１０を形成することができる。

前記基底回路パターン１２０が形成された絶縁プレート１１０の上にプリプレグと銅箔層１３５の積層構造であるＣＣＬを積層し、熱圧着してプリプレグを硬化して絶縁層１３０を形成する。

この際、銅箔層１３５の厚さ（ｈ２）は１２μｍ位を満たす安いＣＣＬを使用することができる。

次に、図５のように、前記銅箔層１３５をフルエッチング（full etching）する。図５のように、銅箔層１３５をフルエッチングした後の前記絶縁層１３０の表面は図２のようにラフネスを有する。

次に、図６のように、前記絶縁層１３０の上に無電解めっきを遂行して下部めっき層１４０を形成する。

この際、前記下部めっき層１４０の厚さ（ｈ１）は前記銅箔層１３５の厚さ（ｈ２）より小さく、０．５乃至２μｍの厚さ、好ましくは１μｍの厚さを有する。

前記下部めっき層１４０は、ラフネスを有する絶縁層１３０の上に無電解めっきされることによって、前記絶縁層１３０のラフネスに沿ってラフネスを有して形成される。

したがって、前記下部めっき層１４０は薄く、緻密な組織を有して形成される。

次に、図７のように、ＣＯ_２レーザードリルを用いて、薄膜の下部めっき層１４０と絶縁層１３０とを同時に切断して絶縁層１３０にビアホール１３１を形成する。

このように、薄く、かつ均一に下部めっき層１４０を形成することによって、従来に絶縁層１３０の上の金属層を除去し、絶縁層１３０にホールを形成したこととは異なり、一回のレーザー工程、好ましくは安いＣＯ_２レーザードリルを用いて下部めっき層１４０と絶縁層１３０とを同時切断してビアホール１３１を形成することができる。

次に、前記ビアホール１３１を埋め込み、前記基底回路パターン１２０及び前記下部めっき層１４０をシードに電解めっきを遂行して電解めっき層１５５を形成する。

この際、ビアホール１３１の内壁に形成されたスミア除去のためのデスミア（Desmear）工程をさらに含むことによって、残余レジンを除去してホール信頼性を確保することができる。

次に、図９のように前記電解めっき層１５５の上にフォトマスクパターン１６０を形成し、エッチングして、図１０の回路パターン１５０及びビア１５１を形成する。

前記ビア１５１は、図１０のように前記ビアホール１３１の外部の絶縁層１３０の上面まで拡張して形成することができ、拡張された領域には下部に下部めっき層１４０が残存する。

このように、安いＣＣＬから絶縁層１３０を得て、薄い無電解めっき層をシード層に電解めっきして回路パターン１５０及びビア１５１を形成することによって、一回のＣＯ_２レーザードリリングによりビアホール１３１を形成することができるので、経済的である。

以下、図１１乃至図２３を参考して、本発明の他の実施形態に従う印刷回路基板の製造方法を説明する。

まず、図１１のように、図４の基底回路パターン２２０まで形成されている２つの絶縁プレート２１０の背面がリリーズフィルム２００を挟んで互いに対向するように積層する。

この際、リリーズフィルム２００は絶縁プレート２１０の縁部のダミー領域（ＤＡ）のみに接着剤を塗布して両絶縁プレート２１０を接着しており、アクティブ領域（ＡＡ）には接着されない。

両絶縁プレート２１０の上にプリプレグと銅箔層２３５との積層構造であるＣＣＬを各々積層し、熱圧着してプリプレグを硬化して絶縁層２３０を形成する。

この際、銅箔層２３５の厚さは１２μｍ位を満たす安いＣＣＬを使用することができる。

次に、図１３のように、両方の銅箔層２３５をフルエッチング（full etching）する。銅箔層２３５をフルエッチングした後の前記絶縁層２３０の表面は、図２のようにラフネスを有する。

次に、図１４のように、前記絶縁層２３０の上に無電解めっきを遂行して下部めっき層２４５を形成する。前記下部めっき層２４５の厚さは前記銅箔層２３５の厚さより小さく、０．５乃至２μｍの厚さ、好ましくは１μｍの厚さを有する。

前記下部めっき層２４５は、ラフネスを有する絶縁層２３０の上に無電解めっきされることによって、前記絶縁層２３０のラフネスに沿ってラフネスを有して形成される。

次に、図１５のように、ＣＯ_２レーザードリルを用いて、両方の下部めっき層２４５と絶縁層２３０とを同時に切断して絶縁層２３０にビアホール２３１を形成する。

次に、前記ビアホール２３１を埋め込み、前記基底回路パターン２２０及び前記下部めっき層２４５をシードに電解めっきを遂行して、図１６の電解めっき層２５５を形成する。

この際、ビアホール２３１の内壁に形成されたスミア除去のためのデスミア（Desmear）工程をさらに含むことによって、残余レジンを除去してホール信頼性を確保することができる。

次に、図１７のように、前記電解めっき層２５５の上にフォトマスクパターンを形成し、エッチングして、回路パターン２５０及びビア２５１を形成する。

前記ビア２５１は、図１８のように前記ビアホール２３１の外部の絶縁層２３０の上面まで拡張して形成することができ、拡張された領域には下部に下部めっき層２４５が残存する。

このように、安いＣＣＬから絶縁層２３０を得て、薄い無電解めっき層２５５をシード層に電解めっきして回路パターン２５０及びビア２５１を形成することによって、一回のＣＯ_２レーザードリリングによりビアホール２３１を形成することができるので、経済的である。

次に、図１８のように、１２μｍの銅箔層２６５を有するＣＣＬを両回路パターンの上に積層し、熱圧着して上部絶縁層２６０を形成した後、ダミー領域（ＤＡ）をアクティブ領域（ＡＡ）から分離する。

したがって、ダミー領域（ＤＡ）で接着されていたリリーズフィルム２００と両方の絶縁プレート２１０とが互いに分離されて２つの積層構造を形成する。

次に、図１９のように、各々の積層構造で１２μｍの銅箔層２６５をフルエッチングして除去した後、図２０のように１μｍ程度の薄膜の無電解銅めっきを遂行してシード層２７５を形成する。次に、ＣＯ_２レーザードリリングを遂行してシード層２７５と上部絶縁層２６０とを同時に切断して絶縁層２６０に図２１の上部ビアホール２６１を形成する。

上部ビアホール２６１は、絶縁層２３０に形成されている伝導性ビア２５１を露出するように形成され、その後、図２２のように、前記伝導性ビア２５１及び上部絶縁層２６０の上のシード層２７５をシードに電解銅めっきを遂行してめっき層２８５を形成した後、図２３のように上部ビア２８１及び上部回路パターン２８０を形成する。

図１１乃至図２３には、ビアを２段に形成するものと記載したが、同一な過程を繰り返すことによって、複数の段にビアを形成できることは自明である。

このように、２つの絶縁プレート２１０を付着して工程を進行することによって、歩留まりを向上することができ、ＣＯ_２レーザードリリングによりビアホールを形成して経済的である。

本実施の形態によれば、安い１２μｍの銅箔層を含むＣＣＬを使用して印刷回路基板を形成しながらＣＯ_２レーザードリルの一回によりビアホールを形成することによって経済的である。

また、ビアを形成するシード層をめっき層に形成してシード層の厚さを縮めることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、本明細書で定義している本発明の基本概念を用いた当業者のさまざまな変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。特に、詳細な説明、図面および特許請求の範囲の範囲内において、構成部材および／または主題の配合に関してさまざまな変形が可能である。構成部材および／または配合におけるさまざまな変形に加えて、代替使用も当業者に自明である。

Claims (20)

1. 複数の基底回路パターンが形成されている絶縁基板と、
   前記基底回路パターンを露出するビアホールを含む絶縁層と、
   前記ビアホールを埋め込む伝導性ビアと、
   前記絶縁層の上に形成される回路パターンと、を含み、
   前記回路パターンと前記絶縁層との間に前記絶縁層のラフネスに沿ってラフネスを有するめっき層が形成されていることを特徴とする、印刷回路基板。
2. 前記回路パターンは、前記めっき層をシードにめっきして形成される電解めっき層であることを特徴とする、請求項１に記載の印刷回路基板。
3. 前記めっき層は、厚さが０．５乃至２μｍを満たすことを特徴とする、請求項１に記載の印刷回路基板。
4. 前記ビアは、前記絶縁層の上面に沿って拡張されている拡張部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の印刷回路基板。
5. 前記回路パターンは、銅、金、銀、白金、パラジウム、またはニッケルのうち、少なくとも１つを含む合金で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の印刷回路基板。
6. 前記めっき層は、銅、モリブデン、クロム、ニッケル、または銀のうち、少なくとも１つを含む合金で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の印刷回路基板。
7. 前記めっき層は、前記ビアの前記拡張部と前記絶縁層との間に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の印刷回路基板。
8. 基底回路パターンが形成されている絶縁プレートの上に第１厚さを有する金属層と絶縁層の積層材を付着するステップと、
   前記金属層をフルエッチングし、第２厚さを有する無電解めっき層を形成するステップと、
   前記基底回路パターンのうちの一部を露出するようにＣＯ_２レーザードリルを用いて前記無電解めっき層及び前記絶縁層を同時に除去してビアホールを形成するステップと、
   前記ビアホールを埋め込み、前記無電解めっき層の上に電解めっき層を形成するステップと、
   前記無電解めっき層及び前記電解めっき層をエッチングして外部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、印刷回路基板の製造方法。
9. 前記積層材は、前記絶縁層を形成するプリプレグの上に１２μｍ厚さの銅箔層が積層されいることを特徴とする、請求項８に記載の印刷回路基板の製造方法。
10. 前記金属層をフルエッチングするステップは、
    前記絶縁層の表面のラフネスが露出することを特徴とする、請求項９に記載の印刷回路基板の製造方法。
11. 前記無電解めっき層は、１μｍの厚さを有するように形成することを特徴とする、請求項８に記載の印刷回路基板の製造方法。
12. 前記無電解めっき層は、前記絶縁層のラフネスに沿ってラフネスを有して形成することを特徴とする、請求項１１に記載の印刷回路基板の製造方法。
13. 前記電解めっき層を形成する前に、前記ビアホールのスミアを除去することを特徴とする、請求項８に記載の印刷回路基板の製造方法。
14. 前記印刷回路基板は、
    リリーズフィルムを挟んで互いに対向する２つの前記絶縁プレートから形成することを特徴とする、請求項８に記載の印刷回路基板の製造方法。
15. 前記リリーズフィルムの縁部領域を前記２つの絶縁プレートと付着して前記２つの絶縁プレートに同時に工程を進行することを特徴とする、請求項１４に記載の印刷回路基板の製造方法。
16. 前記外部回路パターンが形成された後、
    前記リリーズフィルムの縁部領域を切断して前記２つの絶縁プレートを分離するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の印刷回路基板の製造方法。
17. 前記印刷回路基板の製造方法は、前記外部回路パターンを埋め込む上部絶縁層を形成するステップと、
    前記絶縁層の上に上部外部回路パターンを形成するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載の印刷回路基板の製造方法。
18. 前記上部絶縁層及び前記外部回路パターンを形成するステップは、前記絶縁層及び前記外部回路パターンを形成するステップと同一であることを特徴とする、請求項１７に記載の印刷回路基板の製造方法。
19. 前記電解めっき層は、銅、金、銀、白金、パラジウム、またはニッケルのうち、少なくとも１つを含む合金をめっきして形成することを特徴とする、請求項８に記載の印刷回路基板の製造方法。
20. 前記無電解めっき層は、銅、モリブデン、クロム、ニッケル、または銀のうち、少なくとも１つを含む合金をめっきして形成することを特徴とする、請求項８に記載の印刷回路基板の製造方法。

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