JP2015095652A - プリント回路基板およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】金属薄膜と回路層との密着力を確保することができ、生産性を高めることができるプリント回路基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明のプリント回路基板１０００は、基板１００と、基板１００に金属粒子が注入蒸着されてなる金属ルート層１１１と、金属ルート層１１１上に形成されている回路層１２１と、を含むものである。【選択図】図１

Description

本発明は、プリント回路基板およびその製造方法に関する。
プリント回路基板の小型化および薄膜化の傾向に伴い、メタルパターンのラインおよび空間がシャーク（ｓｈｉｒｋ）されており、これに伴い、メタルシード層の厚さも薄くなっている。また、様々な不導体基板上に薄い薄膜を具現した後、界面間の密着力が必要となる傾向にある。
これに対する代案として、既存の化学銅メタルシード層の形成方法から真空蒸着によるメタルシード層の形成方法に技術トレンドが変化している（例えば、特許文献１参照）。
真空蒸着によるメタルシード層の形成技術は、所望のメタル物質を不導体である基材に付着するためにバッファー層を有する層構造が一般的である。
バッファー層は、母材である基板と蒸着しようとするメタル層の両方を固定する機能を果たす。また、バッファー層が両方の層をうまく固定するための手段として様々な前処理概念の湿式（ｗｅｔ）、乾式（ｄｒｙ）工程もまた必要な状況である。
特開２０１１−１３７２３０号公報
本発明の実施例によるプリント回路基板は、基板に金属粒子を注入した後、熱処理を施して金属粒子の結合を形成することで、金属薄膜を形成することができる。これにより、生産時間および生産コストを節減できるプリント回路基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施例によるプリント回路基板は、基板と、前記基板に金属粒子が注入蒸着されてなる金属ルート層と、前記金属ルート層上に形成されている回路層と、を含む。
前記金属ルート層は、前記基板の全面に形成されていることができる。
前記金属ルート層は、前記回路層に接合する前記基板領域に形成されていることができる。
前記金属ルート層は、不連続の鎖構造を有することができる。
前記金属ルート層は、銅、ニッケル、クロムまたはこれらの合金からなることができる。
本発明の他の実施例によるプリント回路基板の製造方法は、基板を準備する段階と、前記基板に金属粒子を注入する段階と、前記金属粒子に熱を加えて、金属ルート層を蒸着する段階と、前記金属ルート層上に回路層を形成する段階と、を含む。
前記金属粒子を注入する段階において、前記金属粒子は、スパッタリングにより注入されることができる。
前記基板を準備する段階の後に、前記基板の異物を除去する段階をさらに含むことができる。
前記基板の異物を除去する段階の後に、前記基板の湿気を除去する段階をさらに含むことができる。
前記金属粒子を注入する段階の前に、開口部を有するマスクを形成する段階と、前記金属粒子を注入する段階の後に、前記開口部を有するマスクを除去する段階と、をさらに含むことができる。
前記金属ルート層は、前記回路層に接合する面に形成されることができる。
前記金属ルート層は、前記基板の全面に形成されることができる。
前記金属ルート層は、不連続の鎖構造を有することができる。
前記金属ルート層は、銅、ニッケル、クロムまたはこれらの合金からなることができる。
本発明のプリント回路基板およびその製造方法によれば、基板に金属粒子を注入した後、熱処理を施して金属粒子の結合を形成することで、金属薄膜を形成することができる。これにより、金属薄膜と回路層との密着力を確保することができ、生産性を高めることができる。
本発明の第１実施例によるプリント回路基板の断面図である。 本発明の第２実施例によるプリント回路基板の断面図である。 本発明の第１実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第１実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第１実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第１実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第１実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第１実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第１実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第２実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第２実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。 本発明の第２実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。
本発明の目的、特定の長所および新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明およ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、「一面」、「他面」、「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、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
（プリント回路基板）
図１は、第１実施例によるプリント回路基板１０００の断面図である。
図１に示すように、本発明の一実施例によるプリント回路基板１０００は、基板１００と、前記基板１００に金属粒子が注入蒸着されてなる金属ルート層１１１と、前記金属ルート層１１１上に形成されている回路層１２１と、を含む。
前記金属ルート層１１１は、前記基板１００の全面に形成することができ、不連続の鎖構造を有することができる。
前記基板１００は、絶縁層に接続パッドを含む１層以上の回路が形成された回路基板であって、好ましくは、プリント回路基板であってもよい。本図面では、説明の便宜上、具体的な内層回路構成は省略して示しているが、当業者であれば、基板として、絶縁層に１層以上の回路が形成された通常の回路基板が適用されることができることを十分に認識することができる。
前記基板１００に使用される絶縁層としては、樹脂絶縁層が挙げられる。前記樹脂絶縁層としては、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、プリプレグが使用されてもよく、また、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂などが使用されてもよく、特にこれに限定されるものではない。
ここで、前記金属ルート層１１１は、銅、ニッケル、クロムまたはこれらの合金からなる金属を使用してもよく、特にこれに限定されるものではない。
また、前記金属ルート層１１１は、シード層の機能を果たすことで、前記回路層１２１との密着力が向上するように直接支援することができる。
前記回路層１２１は、回路用伝導性金属として使用されるものであれば制限なく適用でき、プリント回路基板では、銅を使用することが一般的である。
また、露出した回路層には、必要に応じて、表面処理層（図示せず）がさらに形成されてもよい。前記表面処理層は、当業界における公知のものであれば特に限定されず、例えば、電解金めっき（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｇｏｌｄ Ｐｌａｔｉｎｇ）、無電解金めっき（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｏｌｄ Ｐｌａｔｉｎｇ）、ＯＳＰ（ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ）または無電解スズめっき（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｔｉｎ Ｐｌａｔｉｎｇ）、無電解銀めっき（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｓｉｌｖｅｒ Ｐｌａｔｉｎｇ）、ＥＮＩＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｇｏｌｄ；無電解ニッケルめっき／置換金めっき）、ＤＩＧめっき（Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｏｌｄ Ｐｌａｔｉｎｇ）、ＨＡＳＬ（Ｈｏｔ Ａｉｒ Ｓｏｌｄｅｒ Ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ）などにより形成することができる。
図２は、本発明の第２実施例によるプリント回路基板２０００の断面図である。
図２に示すように、本発明の第２実施例によるプリント回路基板２０００は、基板１００と、前記基板１００に金属粒子が注入蒸着されてなる金属ルート層１１１と、前記金属ルート層１１１上に形成されている回路層１２１と、を含む（図１２参照）。
前記金属ルート層１１１は、前記回路層１２１に接合する前記基板１００領域に形成することができ、不連続の鎖構造を有することができる。
ここで、前記金属ルート層１１１は、銅、ニッケル、クロムまたはこれらの合金からなる金属を使用してもよく、特にこれに限定されるものではない。
また、前記金属ルート層１１１は、シード層の機能を果たすことで、前記回路層１２１との密着力が向上するように直接支援することができる。
（プリント回路基板の製造方法）
図３から図９は、第１実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。
図３に示すように、基板１００を準備する。
前記基板１００は、絶縁層に接続パッドを含む１層以上の回路が形成された回路基板であって、好ましくは、プリント回路基板であってもよい。本図面では、説明の便宜上、具体的な内層回路構成は省略して示しているが、当業者であれば、基板として、絶縁層に１層以上の回路が形成された通常の回路基板が適用されることができることを十分に認識することができる。
前記基板１００に使用される絶縁層としては、樹脂絶縁層が挙げられる。前記樹脂絶縁層としては、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、プリプレグが使用されてもよく、また、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂などが使用されてもよく、特にこれに限定されるものではない。
図４に示すように、前記基板１００の不純物または異物を除去する工程を行う。
図５に示すように、前記基板１００内に残留しうる吸湿成分および残留ガス成分を脱ガス（ｏｕｔｇａｓｓｉｎｇ）工程により除去することができる。
図６に示すように、前記基板１００の内部に金属粒子１１０を注入する工程を行うことができる。
ここで、前記金属粒子１１０は、銅、ニッケル、クロムまたはこれらの合金からなってもよく、特にこれに限定されるものではない。
また、前記金属粒子１１０を注入する工程は、イオンビームスパッタリング法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦスパッタリング法のいずれか一つを含むことができ、この際、パワー（ｐｏｗｅｒ）値を高めて、放出された原子が前記基板１００の内部に浸透するようにすることができる。
また、放出された原子のエネルギー値を大きくしてインプラント工程を行うことができる。
図７に示すように、前記金属粒子１１０に熱処理を施して、前記金属粒子１１０間の再結合により、金属ルート層１１１を形成することができる。
この際、金属ルート層１１１は、不連続の鎖状に形成することができ、これは不規則な形態であってもよい。
また、前記金属ルート層１１１は、シード層の機能を果たすことができる。
図８に示すように、前記形成された金属ルート層１１１上に金属めっき層１２０を形成することができる。
図９に示すように、前記形成された金属めっき層１２０にエッチングレジスト（図示せず）を形成する。
また、前記エッチングレジスト（図示せず）を回路が形成される部分に対応するようにパターニングして回路層１２１を形成することができる。
前記回路層１２１は、回路用伝導性金属として使用されるものであれば制限なく適用でき、プリント回路基板では、銅を使用することが一般的である。
また、露出した回路層には、必要に応じて、表面処理層（図示せず）がさらに形成されてもよい。前記表面処理層は、当業界における公知のものであれば特に限定されず、例えば、電解金めっき（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｇｏｌｄ Ｐｌａｔｉｎｇ）、無電解金めっき（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｏｌｄ Ｐｌａｔｉｎｇ）、ＯＳＰ（ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ）または無電解スズめっき（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｔｉｎ Ｐｌａｔｉｎｇ）、無電解銀めっき（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｓｉｌｖｅｒ Ｐｌａｔｉｎｇ）、ＥＮＩＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｇｏｌｄ；無電解ニッケルめっき／置換金めっき）、ＤＩＧめっき（Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｏｌｄ Ｐｌａｔｉｎｇ）、ＨＡＳＬ（Ｈｏｔ Ａｉｒ Ｓｏｌｄｅｒ Ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ）などにより形成することができる。
図１０から図１２は、第２実施例によるプリント回路基板の製造方法における工程の流れを示す図である。
前記第２実施例によるプリント回路基板の製造方法は、一つの相違点以外は、上述した第１実施例によるプリント回路基板の製造方法と類似している。
したがって、説明の重複を避けるために、前記第２実施例では、前記第１実施例と比較して製造方法の相違点を中心に説明する。
図１０に示すように、前記基板１００に回路が形成される部分に対応する領域に開口部を有するマスク１３０を形成することができる。
また、前記基板１００の内部に金属粒子１１０を注入する工程を行うことができる。
ここで、前記金属粒子１１０は、銅、ニッケル、クロムまたはこれらの合金からなってもよく、特にこれに限定されるものではない。
また、前記金属粒子１１０を注入する工程は、イオンビームスパッタリング法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦスパッタリング法のいずれか一つを含むことができ、この際、パワー（ｐｏｗｅｒ）値を高めて、放出された原子が前記基板１００内部に浸透するようにすることができる。
次に、放出された原子のエネルギー値を大きくしてインプラント工程を行うことができる。
次に、前記マスク１３０を除去することができる。
図１１に示すように、前記金属粒子１１０に熱処理を施して、前記金属粒子１１０間の再結合により、金属ルート層１１１を形成することができる。
この際、金属ルート層１１１は、不連続の鎖状に形成することができ、これは不規則な形態であってもよい。
また、前記金属ルート層１１１は、前記基板１００の一部領域に形成することができる。
また、前記金属ルート層１１１は、シード層の機能を果たすことができる。
また、前記形成された金属ルート層１１１上に金属めっき層１２０を形成することができる。
図１２に示すように、前記形成された金属めっき層１２０にエッチングレジスト（図示せず）を形成する。
また、前記エッチングレジスト（図示せず）を回路が形成される部分に対応するようにパターニングして回路層１２１を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、プリント回路基板およびその製造方法に適用可能である。
１０００、２０００ プリント回路基板
１００ 基板
１１０ 金属粒子
１１１ 金属ルート層
１２０ 金属めっき層
１２１ 回路層
１３０ マスク

Claims (14)

  1. 基板と、
    前記基板に金属粒子が注入蒸着されてなる金属ルート層と、
    前記金属ルート層上に形成されている回路層と、を含む、プリント回路基板。
  2. 前記金属ルート層は、前記基板の全面に形成されている、請求項１に記載のプリント回路基板。
  3. 前記金属ルート層は、前記回路層に接合する前記基板領域に形成されている、請求項１に記載のプリント回路基板。
  4. 前記金属ルート層は、不連続の鎖構造を有する、請求項１に記載のプリント回路基板。
  5. 前記金属ルート層は、銅、ニッケル、クロムまたはこれらの合金からなる、請求項１に記載のプリント回路基板。
  6. 基板を準備する段階と、
    前記基板に金属粒子を注入する段階と、
    前記金属粒子に熱を加えて、金属ルート層を蒸着する段階と、
    前記金属ルート層上に回路層を形成する段階と、を含む、プリント回路基板の製造方法。
  7. 前記金属粒子を注入する段階において、前記金属粒子は、スパッタリングにより注入される、請求項６に記載のプリント回路基板の製造方法。
  8. 前記基板を準備する段階の後に、前記基板の異物を除去する段階をさらに含む、請求項６に記載のプリント回路基板の製造方法。
  9. 前記基板の異物を除去する段階の後に、前記基板の湿気を除去する段階をさらに含む、請求項８に記載のプリント回路基板の製造方法。
  10. 前記金属粒子を注入する段階の前に、開口部を有するマスクを形成する段階と、
    前記金属粒子を注入する段階の後に、前記開口部を有するマスクを除去する段階と、をさらに含む、請求項６に記載のプリント回路基板の製造方法。
  11. 前記金属ルート層は、前記回路層に接合する面に形成される、請求項６に記載のプリント回路基板の製造方法。
  12. 前記金属ルート層は、前記基板の全面に形成される、請求項６に記載のプリント回路基板の製造方法。
  13. 前記金属ルート層は、不連続の鎖構造を有する、請求項６に記載のプリント回路基板の製造方法。
  14. 前記金属ルート層は、銅、ニッケル、クロムまたはこれらの合金からなる、請求項６に記載のプリント回路基板の製造方法。
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