JP2016092406A - 印刷回路基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、印刷回路基板及びその製造方法に関する。【解決手段】本発明は、ガラス板と、上記ガラス板を貫通して形成された樹脂絶縁部と、上記ガラス板の第１面及び第２面に配置された絶縁層と、上記樹脂絶縁部を貫通して形成されたビアと、を含む印刷回路基板に関する。【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。
印刷回路基板が次第に薄板化されることにより、印刷回路基板の製造時に発生する反り及びねじれなどの変形が大きくなる。これを防止するために、印刷回路基板のコア部にガラス板を埋め立てたガラスコア構造が提案されている。
本発明は、ガラスコア構造に形成されるビアの密着力を改善して信頼性を向上させた印刷回路基板に関する。
本発明の一実施形態は、ガラス板と、上記ガラス板を貫通して形成された樹脂絶縁部と、上記ガラス板の第１面及び第２面に配置された絶縁層と、上記樹脂絶縁部を貫通して形成されたビアと、を含む印刷回路基板を提供する。
本発明の一実施形態によると、ガラスコア構造に形成されるビアの密着力を改善して信頼性を向上させることができる。
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
また、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、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。
印刷回路基板
図１は本発明の一実施形態による印刷回路基板の構造を示す断面図である。
図１は本発明の一実施形態による印刷回路基板の構造を示す断面図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態による印刷回路基板１０００は、ガラス板１０と、ガラス板１０の上面及び下面に配置された絶縁層１１、１２を含むコア部１００と、を含み、コア部１００は、ガラス板１０を貫通して形成された樹脂絶縁部１５５と、樹脂絶縁部１５５を貫通して形成されたビア１５０と、を含む。
コア部１００の上部及び下部には、上部及び下部配線層２１０が配置され、ビア１５０はコア部１００を貫通して上部及び下部配線層２１０を連結する。ビア１５０は、樹脂絶縁部１５５を貫通して形成されるため、ビア１５０とガラス板１０の間にはビア１５０を囲む樹脂絶縁部１５５が配置される。
ガラス板１０は非結晶質固体であるガラス（ｇｌａｓｓ）を含む。
本発明の一実施形態で用いられることができるガラス材料は、例えば、純粋二酸化ケイ素（約１００％のＳｉＯ２）、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス（ａｌｕｍｉｎｏ−ｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）などを含む。但し、上記ケイ素系ガラス組成に限定されず、代案的なガラス材料、例えば、フルオロガラス、リン酸ガラス、カルコゲンガラスなども用いられることができる。
また、特定の物理的特性を有するガラスを形成するために、その他の添加剤をさらに含むことができる。このような添加剤は、炭酸カルシウム（例えば、石灰）及び炭酸ナトリウム（例えば、ソーダ）だけでなく、マグネシウム、カルシウム、マンガン、アルミニウム、鉛、硼素、鉄、クロム、カリウム、硫黄、及びアンチモンと、このような元素及び他の元素の炭酸塩及び／または酸化物を含むことができる。
上記ガラス（ｇｌａｓｓ）を含むガラス板１０の一部を除去して貫通孔を形成し、上記貫通孔を導電性金属で充填してビア１５０を形成する。このとき、ビア１５０を形成するために、ガラス板１０を除去する工程中に貫通孔の内壁にクラック（ｃｒａｃｋ）が発生する可能性があり、ガラス板１０とビア１５０の間の熱膨張係数の差異などによって浮きが発生し、密着力が低下するおそれがある。
よって、本発明の一実施形態は、ガラス板１０に樹脂絶縁部１５５を形成し、樹脂絶縁部１５５内にビア１５０を形成することにより、ガラスコア構造におけるビアの密着力を改善して信頼性を向上させることができるようにした。
樹脂絶縁部１５５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などを含むことができる。
本発明の一実施形態による樹脂絶縁部１５５は補強材を含まない。
絶縁層１１、１２は、ガラス板１０の上面及び下面に配置されて、外部衝撃によってガラス板１０が割れるなどの破損を防止することができる。
絶縁層１１、１２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を含むことができる。また、本発明の一実施形態による絶縁層１１、１２は、上記樹脂にファブリック（ｆａｂｒｉｃ）補強材、例えば、ガラス繊維が含浸されて含まれ、例えば、プリプレグで形成されることができる。
樹脂絶縁部１５５は、ガラス板１０の一面における直径がガラス板１０の他面における直径より大きい形状で形成される。例えば、樹脂絶縁部１５５は、ガラス板１０の一面から他面に行くほど直径が小さくなるテーパー形状で形成されることができる。
樹脂絶縁部１５５は、ガラス板１０を貫通する貫通孔を形成した後、上記貫通孔に樹脂を充填して形成されるが、このとき、ガラス板１０は、貫通孔の形成時に破損しやすくなるためガラス板１０の一面に絶縁層１２を先に形成した状態で貫通孔を形成するようになる。したがって、樹脂絶縁部１５５は、一面から他面に行くほど直径が小さくなるテーパー形状で形成されることができる。
ガラス板１０に貫通孔を形成するとき、１次工程で貫通孔を形成した後、２次工程でエッチングして貫通孔を拡大して形成することができる。このとき、エッチングする工程においてガラス板１０の貫通孔の内壁に発生したクラック（ｃｒａｃｋ）が除去されることができる。
ビア１５０は、ガラス板１０の一面及び他面から中央部に行くほど直径が小さくなる砂時計形状で形成されることができる。但し、必ずこれに制限されず、下面に行くほど直径が小さくなるテーパー形状、下面に行くほど直径が大きくなるテーパー形状、円通形状など、当業界に公知されたすべての形状のビアが形成されることができる。
ビア１５０は、導電性金属として用いられるものであれば制限なく適用可能であり、例えば、銅（Ｃｕ）を含むことができる。
ビア１５０は、樹脂絶縁部１５５内に形成されることにより、浮きを防止することができ、密着力が改善されて信頼性が向上することができる。
本発明の一実施形態による印刷回路基板１０００は、ガラス板１０の側面に側面樹脂絶縁部１５が配置される。ガラス板１０の側面は側面樹脂絶縁部１５ですべて覆われて外部に露出しない。
ガラス板１０の側面を覆う側面樹脂絶縁部１５によって単位印刷回路基板に切断するとき、ガラス板１０にクラック（ｃｒａｃｋ）が発生することを防止することができる。
側面樹脂絶縁部１５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などを含むことができる。
本発明の一実施形態による側面樹脂絶縁部１５は補強材を含まない。
図２及び図３は本発明の他の実施形態による印刷回路基板の構造を示す断面図である。
図２を参照すると、本発明の他の実施形態による印刷回路基板１０００は、ガラス板１０上に内部配線層２０がさらに配置される。
内部配線層２０は、配線パターン、インダクタ、キャパシタ、抵抗などで具現されることができる。内部配線層２０は、ビア２５によってコア部１００の一面に配置された配線層２１０と連結されることができる。
内部配線層２０及びビア２５の構成を除外し、上述の本発明の実施形態による印刷回路基板の構成と重複する構成は同一に適用されることができる。
図３を参照すると、コア部１００の上部及び下部には、配線層２１０、２２０、及びビルドアップ絶縁層１１０が配置される。
ビルドアップ絶縁層１１０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、プリプレグで形成されることができる。
配線層２１０、２２０は、導電性金属として用いられるものでれば制限なく適用可能であり、例えば、銅（Ｃｕ）を用いることができる。
コア部１００の一面に配置された第１配線層２１０とビルドアップ絶縁層１１０の一面に配置された第２配線層２２０は、ビルドアップ絶縁層１１０を貫通するビア２５０によって連結される。
ビア２５０は、配線層２１０、２２０と同一物質からなることができ、例えば、銅（Ｃｕ）を用いることができるが、必ずこれに制限されず、導電性金属として用いられるものであれば制限なく適用可能である。
このとき、図３には、コア部１００の上部及び下部に積層される一つのビルドアップ（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）層が示されているが、これに制限されず、コア部１００の一面に２つ以上のビルドアップ（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）層が配置されることができる。
印刷回路基板１０００の表面には、最外層の配線層である第２配線層２２０のうち外部端子接続パッド用配線パターンが露出するように半田レジスト３００が配置される。
露出した外部端子接続パッド用導体パターン上に半田バンプ３５０が配置され、半田バンプ３５０上に半導体チップ５００が実装される。
印刷回路基板の製造方法
図４から図１３は本発明の一実施形態による印刷回路基板の製造工程を示す図面である。
図４から図１３は本発明の一実施形態による印刷回路基板の製造工程を示す図面である。
図４を参照すると、まず、ガラス板１０を絶縁層１２に積層する。
ガラス板１０は、例えば、純粋二酸化ケイ素（約１００％のＳｉＯ２）、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス（ａｌｕｍｉｎｏ−ｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）などを含むことができるが、上記ケイ素系ガラスの組成に限定されず、代案的なガラス材料、例えば、フルオロガラス、リン酸ガラス、カルコゲンガラスなども用いられることができる。
絶縁層１２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を含むことができる。また、本発明の一実施形態による絶縁層１２は、上記樹脂にファブリック（ｆａｂｒｉｃ）補強材、例えば、ガラス繊維が含浸されて含まれ、例えば、プリプレグで形成されることができる。
ガラス板１０には、複数の単位印刷回路基板の領域が設定され、上記単位印刷回路基板の領域間にはそれぞれの単位印刷回路基板に切断する際の境界部が設定されることができる。
図５を参照すると、ガラス板１０にガラス板１０を貫通する貫通孔３１を形成する。また、ガラス板１０に上記複数の単位印刷回路基板の領域間の境界部に沿って連続的に形成される溝部孔３２を形成する。
貫通孔３１及び溝部孔３２は、機械的ドリル、レーザドリルなどを用いて形成することができるが、特にこれに限定されない。
本発明の一実施形態によると、レーザなどを用いて１次工程で貫通孔を形成した後、化学的エッチングを通じて２次工程で貫通孔を拡大することで貫通孔３１を形成することができる。このとき、エッチングする工程においてガラス板１０の貫通孔の内壁に発生したクラック（ｃｒａｃｋ）が除去されることができる。
一方、ガラス板１０は、貫通孔を形成する際に破損しやすくなるため、ガラス板１０の一面に絶縁層１２を先に形成した状態で、貫通孔３１を形成するようになる。これにより、貫通孔３１は、ガラス板１０の一面における直径がガラス板１０の他面における直径より大きい形状で形成され、例えば、貫通孔３１は、ガラス板１０の一面から他面に行くほど直径が小さくなるテーパー形状で形成されることができる。
図６を参照すると、貫通孔３１を樹脂で充填して樹脂絶縁部１５５を形成し、溝部孔３２を樹脂で充填して側面樹脂絶縁部１５を形成する。また、ガラス板１０の他面に絶縁層１１を積層してコア部１００を形成する。
樹脂絶縁部１５５及び側面樹脂絶縁部１５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などを含むことができる。
本発明の一実施形態による樹脂絶縁部１５５及び側面樹脂絶縁部１５は補強材を含まない。
絶縁層１１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を含むことができる。また、本発明の一実施形態による絶縁層１２は、上記樹脂にファブリック（ｆａｂｒｉｃ）補強材、例えば、ガラス繊維が含浸されて含まれ、例えば、プリプレグで形成されることができる。
ガラス板１０の上面に絶縁層１１を形成した後、加熱及び圧着してガラス板１０の上面に絶縁層１１が積層されたコア部１００を形成するとともに、貫通孔３１及び／または溝部孔３２内に樹脂が充填されることができるが、必ずしもこれに制限されない。
図７を参照すると、コア部１００に樹脂絶縁部１５５を貫通するビア孔３３を形成する。
ビア孔３３は、機械的ドリル、レーザドリル、サンドブラスト、化学的エッチングなどを用いて形成することができるが、特にこれに限定されない。
コア部を貫通するビア孔を形成する際、ガラス板に直接ビア孔を形成すると、ガラス板に形成されるビア孔の内壁にクラック（ｃｒａｃｋ）が発生する可能性があるが、本発明の一実施形態は、ビア孔３３を、樹脂絶縁部１５５を貫通するように形成することにより、ガラス板１０にクラック（ｃｒａｃｋ）が発生することを防止することができる。
図８を参照すると、ビア孔３３に導電性金属を充填してビア１５０を形成し、コア部１００の一面及び他面にビア１５０によって連結される第１配線層２１０を形成する。
ビア１５０を形成するための導電性金属の充填及び第１配線層２１０の形成は、例えば、めっきなどの工程を適用して行うことができる。また、上記導電性金属は、電気伝導性に優れた金属であれば制限なく用いることができ、例えば、銅（Ｃｕ）を用いることができる。
本発明の一実施形態は、ガラス板１０に直接ビアを形成するのではなく、樹脂絶縁部１５５にビア１５０を形成するため、めっき工程性を改善することができ、ガラスコア構造におけるビアの密着力を改善して信頼性を向上させることができる。
図９を参照すると、第１配線層２１０上にビルドアップ絶縁層１１０を形成する。
ビルドアップ絶縁層１１０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、プリプレグで形成されることができる。
図１０を参照すると、ビルドアップ絶縁層１１０にビルドアップ絶縁層１１０を貫通するビア孔３５を形成する。
ビア孔３５は、機械的ドリル、レーザドリル、サンドブラストなどを用いて形成することができるが、特にこれに限定されない。
図１１を参照すると、ビア孔３５に導電性金属を充填してビア２５０を形成し、ビルドアップ絶縁層１１０上にビア２５０によって第１配線層２１０と連結される第２配線層２２０を形成する。
上記導電性金属の充填及び第２配線層２２０の形成は、例えば、めっきなどの工程を適用して行うことができる。また、上記導電性金属は、電気伝導性に優れた金属であれば制限なく用いることができ、例えば、銅（Ｃｕ）を用いることができる。
ビア２５０及び第２配線層２２０を形成する工程を繰り返してコア部１００の一面に２つ以上のビルドアップ（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）層を形成することができる（図示せず）。
図１２を参照すると、最外層の配線層である第２配線層２２０のうち外部端子接続パッド用配線パターンが露出するように半田レジスト３００を形成し、露出した外部端子接続パッド用導体パターン上に半導体チップを実装することができる半田バンプ３５０を形成する。
図１３を参照すると、製造された積層基板を境界部Ｃに沿って切断して単位印刷回路基板１０００を形成する。
このとき、ガラス板１０は切断されず、境界部Ｃに沿って形成された側面樹脂絶縁部１５が切断される。切断された単位印刷回路基板１０００においてガラス板１０の側面は外部に露出しない。
上述の通り、本発明の一実施形態は、ガラス板１０の側面を覆う側面樹脂絶縁部１５を形成し、側面樹脂絶縁部１５が形成された領域を切断して単位印刷回路基板１０００を形成することにより、単位印刷回路基板に切断する製造工程中にガラス板にクラック（ｃｒａｃｋ）が発生することを防止することができる。
その他の特徴は、上述の本発明の一実施形態による印刷回路基板の特徴と同一であるためここでは省略する。
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ず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。
１０ ガラス板
１１、１２ 絶縁層
１５ 側面樹脂絶縁部
２０ 内部配線層
２５、１５０、２５０ ビア
３１ 貫通孔
３２ 溝部孔
３３、３５ ビア孔
１００ コア部
１１０ ビルドアップ絶縁層
１５５ 樹脂絶縁部
２１０、２２０ 配線層
３００ 半田レジスト
３５０ 半田バンプ
５００ 半導体チップ
１０００ 印刷回路基板
１１、１２ 絶縁層
１５ 側面樹脂絶縁部
２０ 内部配線層
２５、１５０、２５０ ビア
３１ 貫通孔
３２ 溝部孔
３３、３５ ビア孔
１００ コア部
１１０ ビルドアップ絶縁層
１５５ 樹脂絶縁部
２１０、２２０ 配線層
３００ 半田レジスト
３５０ 半田バンプ
５００ 半導体チップ
１０００ 印刷回路基板
Claims (17)
- ガラス板と、
前記ガラス板を貫通して形成された樹脂絶縁部と、
前記ガラス板の第１面及び第２面に配置された絶縁層と、
前記樹脂絶縁部を貫通して形成されたビアと
を含む、印刷回路基板。 - 前記絶縁層はファブリック（ｆａｂｒｉｃ）補強材を含む、請求項１に記載の印刷回路基板。
- 前記樹脂絶縁部は補強材を含まない、請求項１または２に記載の印刷回路基板。
- 前記樹脂絶縁部は、前記ガラス板の前記第１面または前記第２面における直径が前記ガラス板の前記第２面または前記第１面における直径より大きい、請求項１から３のいずれか１項に記載の印刷回路基板。
- 前記ビアは、前記ガラス板の前記第１面及び前記第２面から中央部に行くほど直径が小さくなる砂時計形状である、請求項１から４のいずれか１項に記載の印刷回路基板。
- 前記ガラス板の側面に配置された側面樹脂絶縁部をさらに含み、
前記ガラス板の前記側面は前記側面樹脂絶縁部で覆われて外部に露出しない、請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷回路基板。 - 前記ガラス板の前記第１面及び前記第２面に配置された前記絶縁層上にそれぞれ配置された上部配線層及び下部配線層をさらに含み、
前記ビアによって前記上部配線層と前記下部配線層が連結される、請求項１から６のいずれか１項に記載の印刷回路基板。 - 前記ガラス板上に配置された内部配線層をさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の印刷回路基板。
- ガラス板を有し、前記ガラス板の上面及び下面に配置された絶縁層を含むコア部と、
前記コア部の上部及び下部に配置された上部配線層及び下部配線層と
を含み、
前記コア部は、前記上部配線層及び前記下部配線層を連結するように前記コア部を貫通するビアを含み、
前記ビアと前記ガラス板の間に前記ビアを囲む樹脂絶縁部が配置される、印刷回路基板。 - 第１面が絶縁層で覆われたガラス板を得る段階と、
前記ガラス板を貫通する貫通孔を形成する段階と、
前記貫通孔を樹脂で充填して樹脂絶縁部を形成し、前記ガラス板の第２面に絶縁層を形成してコア部を形成する段階と、
前記樹脂絶縁部を貫通するビアを形成する段階と
を含む、印刷回路基板の製造方法。 - 前記絶縁層はファブリック（ｆａｂｒｉｃ）補強材を含む、請求項１０に記載の印刷回路基板の製造方法。
- 前記樹脂絶縁部は補強材を含まない、請求項１０または１１に記載の印刷回路基板の製造方法。
- 前記貫通孔を形成する段階は、
前記ガラス板を貫通する貫通孔を形成する段階と、
前記貫通孔が形成された領域をエッチングして前記貫通孔を拡大する段階と
を含む、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の印刷回路基板の製造方法。 - 前記ガラス板を貫通し、複数の単位印刷回路基板の領域間の境界部に沿って連続的に形成される溝部孔を形成する段階と、
前記溝部孔を樹脂で充填して側面樹脂絶縁部を形成する段階と、
前記境界部に沿って前記側面樹脂絶縁部が形成された領域を切断して前記ガラス板の側面が外部に露出しないように単位印刷回路基板を形成する段階と
をさらに含む、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の印刷回路基板の製造方法。 - ガラス板、前記ガラス板を貫通する貫通孔、前記ガラス板の第１面に配置された絶縁層、及び前記貫通孔に配置された樹脂絶縁部を含む多層構造を得る段階と、
前記多層構造に溝部孔を形成し、前記溝部孔に側面樹脂絶縁部を形成する段階と、
前記側面樹脂絶縁部に沿って多層構造を切断して印刷回路基板を得る段階と
を含む、印刷回路基板の製造方法。 - 前記多層構造を得る段階は、前記ガラス板を貫通する前記貫通孔を形成する段階と、前記貫通孔を樹脂で充填して前記樹脂絶縁部を得る段階と、を含む、請求項１５に記載の印刷回路基板の製造方法。
- 前記多層構造は、前記ガラス板の第２面に配置された第２絶縁層をさらに含む、請求項１５または１６に記載の印刷回路基板の製造方法。
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