JP2019192896A

JP2019192896A - プリント回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP2019192896A
Application number: JP2018214406A
Authority: JP
Inventors: キム，ドン−ヒョン; Dong Hyun Kim; イ，ミン−ソク; Min-Seok Lee; クオン，ジュン−ク; Jun-Koo Kwon; カン，ダエ−グン; Dae-Geun Kang
Original assignee: DAEDUCK ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: DAEDUCK ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-10-31
Also published as: CN110418500A; US20190335593A1

Abstract

【課題】高アスペクト比の孔を有する比較的厚い回路基板を製作する方法を提供する。【解決手段】プリント回路基板の製造方法であって、内壁が電解銅めっきされた第１貫通孔を有する、銅と絶縁層との互い違いの組み合わせを含むサブレイヤを形成するステップ、強化（硬化）エポキシ層１００ｂと、エポキシ層の両面の上に導電性インク１３０で充填された第２貫通孔を有する接着フィルム２００ｂとを含む、サブレイヤ取り付け構造を形成するステップ及び第１貫通孔と第２貫通孔とが整列するように、上部サブレイヤと下部サブレイヤとの間に接触させてサブレイヤ取り付け構造を敷設し、完全強化（硬化）工程を行うステップを含む。【選択図】図２ｂ

Description

本発明は、プリント回路基板（ＰＣＢ）の製造方法に関し、より詳細には、高アスペクト比、例えば３６：１より大きい孔を有する厚い、例えば８Ｔよりも厚い多層回路基板を製作する方法に関する。

図１ａ、図１ｂ、図１ｃ、図１ｄは、多層ＰＣＢを製造するための典型的なプレスラミネーションプロセスを示す概略図である。図１ａおよび１ｂを参照して、プレスラミネーションは、ＰＲＥＰＲＥＧ（ＰＰＧ、２０）を２つのサブレイヤ（ボードＡ、１０；およびボードＢ、３０）の間に敷設し、積み重ねられた層をプレスすることによって実行されることが分かる。ここで、サブレイヤは、多層回路基板であってもよい。２つのサブレイヤの間にサンドイッチのように挿入されるＰＲＥＰＲＥＧ（２０）は、未硬化（強化されていない）のエポキシであってもよい。

ドリル工程によりスルーホール（４０）を作製し、スルーホールの内壁面に電解銅めっきを施すことにより、サブレイヤの各銅層が電気的に接続される。図１ｄを参照して、ソルダレジスト（５０）が基板の表面に印刷されていることがわかる。

近年、回路の最小フィーチャサイズが縮小するにつれて、回路基板の厚さが厚くなる（さらに８Ｔよりも厚い）。さらに、アスペクト比は３６：１よりも大きくなり、微細パターン生成の必要性のために回路基板内にさらに多くのサブレイヤが積層される。しかし、アスペクト比が増加すると、電解銅めっきによって孔を埋めることがさらに困難になる。さらに、回路基板の厚さが厚くなると、ドリル工程はさらに困難になる。

したがって、本発明の目的は、高アスペクト比の孔を有する比較的厚い回路基板を製作する方法を提供することである。
本発明は、従来のプレスラミネーション法を採用しないという特徴を有する。従来のＰＲＥＰＲＥＧを使用する代わりに、本発明はＣＣＬ（銅被覆ラミネート）層、接着フィルムおよび導電性インクを使用する。
本発明は、高温高圧プレスプロセス（ラミネーションプロセス）を採用しないという特徴を有する。サブレイヤを取り付けるのにＰＲＥＰＲＥＧは使用されない。

本発明によれば、強化（硬化した）エポキシの両面に接着フィルムとキャリアを取り付けることにより、サブレイヤ取り付け構造が形成される。強化したエポキシは、ＣＣＬから銅層を除去することによって容易に得ることができる。次いで、構造体を硬化させ（第１の硬化工程）、孔をドリル工程によって形成する。次に、孔に導電性インクを充填して銅プラグを形成する。その後、導電性インクを強化させるために第２の硬化処理が行われる。最後に、キャリアを剥がして接着フィルムの表面を露出させる。この構造は、導電用の硬化したインクで充填された孔を有するエポキシの上にある接着フィルムの露出した表面を含み、これはサブレイヤ取り付け構造と呼ばれている。

ここで、本発明によれば、これら２つのサブレイヤの間にサブレイヤ取り付け構造を挿入することによって、上部サブレイヤと下部サブレイヤを積み重ねることができ、接着フィルムがサブレイヤを取り付け、孔に差し込まれた導電性インクが、サブレイヤの孔の電解銅めっき層と電気的に接触する。

図１ａ、図１ｂ、図１ｃおよび図１ｄは、プリント回路基板を製作するための従来のプレスラミネーション工程を示す概略図である。図１ａ、図１ｂ、図１ｃおよび図１ｄは、プリント回路基板を製作するための従来のプレスラミネーション工程を示す概略図である。図１ａ、図１ｂ、図１ｃおよび図１ｄは、プリント回路基板を製作するための従来のプレスラミネーション工程を示す概略図である。図１ａ、図１ｂ、図１ｃおよび図１ｄは、プリント回路基板を製作するための従来のプレスラミネーション工程を示す概略図である。図２ａ、図２ｂおよび図２ｃは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによるプリント回路基板の製作を示す概略図である。図２ａ、図２ｂおよび図２ｃは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによるプリント回路基板の製作を示す概略図である。図２ａ、図２ｂおよび図２ｃは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによるプリント回路基板の製作を示す概略図である。図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄおよび図３ｅは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造の製作を示す概略図である。図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄおよび図３ｅは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造の製作を示す概略図である。図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄおよび図３ｅは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造の製作を示す概略図である。図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄおよび図３ｅは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造の製作を示す概略図である。図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄおよび図３ｅは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造の製作を示す概略図である。図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、本発明の第２の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによるプリント回路基板の製作を示す概略図である。図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、本発明の第２の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによるプリント回路基板の製作を示す概略図である。図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、本発明の第２の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによるプリント回路基板の製作を示す概略図である。

図５は、本発明の第２の実施形態に係るサブレイヤ取り付け構造を用いて作製された基板の断面図を示す模式図である。図６ａ、図６ｂおよび図６ｃは、本発明の第３の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによってプリント回路基板を製造することを示す概略図である。図６ａ、図６ｂおよび図６ｃは、本発明の第３の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによってプリント回路基板を製造することを示す概略図である。図６ａ、図６ｂおよび図６ｃは、本発明の第３の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによってプリント回路基板を製造することを示す概略図である。図７は、本発明の第３の実施の形態に係るサブレイヤ取り付け構造を用いて作製した基板の断面図を示す模式図である。

本発明による製造方法の好ましい実施形態および構成的特徴について、図２〜７の添付図面を参照して詳細に説明する。

本発明は、高温高圧プレス工程（ラミネーション工程）を採用しないという特徴を有する。本発明は、接着フィルムおよび導電性インクを適用することを特徴とする。さらにまた、従来の技術では未硬化エポキシ樹脂ＰＲＥＰＲＥＧを用いている。一方で、本発明は硬化エポキシ、すなわち強化エポキシを使用する。

本発明は、プリント回路基板の製造方法であって、内壁が電解銅めっきされた第１貫通孔を有する、銅と絶縁層との互い違いの組み合わせを含むサブレイヤを形成するステップと、強化（硬化）エポキシ層と、前記エポキシ層の両面上に導電性インクで充填された第２貫通孔を有する接着フィルムとを含む、サブレイヤ取り付け構造を形成するステップと、（ｃ）前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが整列するように、上部サブレイヤと下部サブレイヤとの間に接触させて前記サブレイヤ取り付け構造を敷設し、完全強化（硬化）工程を行うステップとを含む。

図２ａ、図２ｂおよび図２ｃは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を適用することによるプリント回路基板の製作を示す概略図である。

図２ａは、基本的な実施形態として、本発明によるサブレイヤ取り付け構造を挟んで２つのサブレイヤを積み重ねる技術を示す。本発明に従って多数のサブレイヤを積み重ねることも可能である。

図２を参照すると、各サブレイヤ（基板Ａおよび基板Ｂ）は、銅層および絶縁層のいくつかの層の組み合わせを含む。サブレイヤはまた、層の間の電気的接続のための孔を有する。図２ｂおよび図２ｃに示すように、サブレイヤ取り付け構造は上部サブレイヤと下部サブレイヤを一体にする。

本発明によるサブレイヤ取り付け構造は、硬化したエポキシ（１００ｂ）の上にコーティングされた接着フィルム（２００）を含む。接着フィルム（２００ｂ）は、上部サブレイヤと下部サブレイヤとを一体化するために作用する。強化したエポキシ（１００ｂ）は、電気的接続のためにサブレイヤの孔と整列した孔を有する。サブレイヤ取り付け構造の孔の内側は、これも強化された導電性インクで塞がれている。サブレイヤ取り付け構造を介してサブレイヤを積み重ねるとき、孔に差し込まれた導電性インク（１３０）は、サブレイヤの孔の壁上の電解銅めっき層を電気的に接続する。

図３ａ、図３ｂおよび図３ｃは、本発明の第１の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造の製作を示す概略図である。
図３ａを参照して、ＣＣＬの上面および底面両方の各銅層（１００ａ、１００ｃ）が除去され、硬化エポキシ、すなわち強化エポキシ（１００ｂ）を得る。図３ｂを参照して、強化エポキシ（１００ｂ）の両側に接着フィルムをコーティングする。

ここで、接着層は、ベースフィルム（２００ａ）、接着フィルム（２００ｂ）およびキャリアテープ（２００ｃ）を含む。図３ｂに示すように、エポキシ（１００ｂ）の表面上に接着層を取り付ける際には、ベースフィルム（２００ｃ）を剥がして接着フィルム（２００ｂ）とキャリアテープ（２００a）を取り付ける。その後、硬化工程（第１の硬化工程）が続く。第１の硬化工程の好ましい実施形態として、５０〜１５０℃でのロールラミネーションを利用して部分強化を誘導することができる。

図３ｃを参照して、孔（１１０）を作るためにレーザドリルまたはＣＮＣドリルのいずれかを使用することができる。図３ｄに示すように、孔の内側を印刷により導電性インク（１３０）で充填した後、第２の硬化工程を行う。第２の硬化工程の好ましい実施形態として、８０〜１８０℃で２時間のオーブン焼成を利用することができる。

ここで、キャリアテープ（２００ｃ）は、レーザドリルまたはＣＮＣドリル工程などの物理的工程の間、接着フィルム（２００ｂ）の保護材として機能する。キャリアテープは、プラズマクリーニングおよびデスミア工程のような化学的工程中に接着フィルムから剥がされるべきではないことに留意すべきである。本発明の接着フィルムは、段階的に強化（硬化）させることができる。接着フィルムは、第１の硬化工程中ではなく、最終段階で硬化されるべきである。

図３ｅに示すように、キャリアテープ（２００ｃ）を除去することにより、孔（１００）に差し込まれた接着フィルム（２００ｂ）および導電性インク（１３０）の表面を露出させる。

上記図２ｂに示すように、上部サブレイヤおよび下部サブレイヤは、これらの２つのサブレイヤの間にサブレイヤ取り付け構造を挿入することによって一体化される。本発明による好ましい実施形態として、１５０〜２５０℃で４時間未満オーブン焼成することにより第３の硬化工程を行うことができる。本発明による代替的な実施形態として、我々は、高温高圧プレスラミネーション工程を用いることができる。

また、図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、本発明の第２の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによるプリント回路基板の製造を示す概略図である。本発明の第２の実施形態は、２つのサブレイヤの間にサブレイヤ取り付け構造を挟む前に、表面（銅パッド）上の全ての銅層が除去されるという特徴を有する。また、第２の実施の形態では、サブレイヤ取り付け構造の孔の径がサブレイヤの孔の径よりも大きいことを特徴としている。図４ｂおよび図４ｃを参照すると、電解めっきされた銅層が、孔に差し込まれた硬化した導電性インクに差し込まれ、これら２つの材料を導電性にすることに留意すべきである。図５は、本発明の第２の実施の形態に係るサブレイヤ取り付け構造を用いて作製した基板の断面図を示す模式図である。

また、図６ａ、図６ｂおよび図６ｃは、本発明の第３の好ましい実施形態によるサブレイヤ取り付け構造を使用することによってプリント回路基板を製造することを示す概略図である。本発明の第３の実施形態は、２つのサブレイヤの間にサブレイヤ取り付け構造を挟む前に、表面の銅層（銅パッド）が部分的に除去されているという特徴を有する。さらに、第３の実施形態は、サブレイヤ取り付け構造の孔の直径がサブレイヤの孔の直径よりも大きいという特徴を有する。図６ｂおよび図６ｃに示すように、電解銅めっきされた孔の内壁は、孔に差し込まれた硬化した導電性インクと接触し、これらの２つの材料を導電性にする。図７は、本発明の第３の実施の形態に係るサブレイヤ取り付け構造を用いて作製した基板の断面図を示す模式図である。

本発明は、回路基板の製作後に基板間接続に適用することができる。私たちが望むように、回路基板の厚さを調整することができる。この技術を５０％以上使用することで、孔の縦横比を減らすことができる。本発明は、強化されたエポキシが用いられるので、寸法の変化に対応することができる。ダイレクト（direct）貫通孔の代わりにレーザービアホールを用いることによって、基板の厚さを減少させることも可能である。

上述したことは、本発明の特徴および技術的利点を幾分広く広げ、後述する本発明の範囲をより明確に理解することができる。本発明の範囲を構成する付加的な特徴および技術的利点を以下に説明する。本発明の開示された概念および特定の実施形態が、本発明と同様の目的を達成するための他の構造を設計または修正する基礎として即座に使用され得るという特徴は、当業者に認識されるべきである。

さらに、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、本発明において様々な変更および変形が可能であることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内に入るならば、本発明の改変および変形を包含することが意図される。

Claims

プリント回路基板の製造方法であって、以下のステップ：
（ａ）内壁が電解銅めっきされた第１貫通孔を有する、銅と絶縁層との互い違いの組み合わせを含むサブレイヤを形成するステップ；
（ｂ）強化（硬化）エポキシ層と、前記エポキシ層の両面上に導電性インクで充填された第２貫通孔を有する接着フィルムとを含む、サブレイヤ取り付け構造を形成するステップ；および
（ｃ）前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが整列するように、上部サブレイヤと下部サブレイヤとの間に接触させて前記サブレイヤ取り付け構造を敷設し、完全強化（硬化）工程を行うステップ、
を含む、前記方法。
ステップ（ｂ）が、さらに、以下のステップ：
（ｂ１）接着フィルムを、次にキャリアテープを、強化（硬化）エポキシの両面上に敷設し、前記接着フィルムが完全ではなく部分的に硬化されるように、第１の硬化工程を行うステップ；
（ｂ２）穿孔工程により第２貫通孔を形成するステップ；
（ｂ３）前記第２貫通孔に導電性インクを充填し、前記導電性インクを前記接着フィルムが完全に強化（硬化）されないように硬化させてホールプラグを形成する第２の硬化工程を行うステップ；および
（ｂ４）キャリアテープを除去してホールプラグの表面と接着フィルムの表面を露出させるステップ
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
ステップ（ｂ１）の強化（硬化）エポキシが、ＣＣＬの両側の銅層を除去することによって調製されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
ステップ（ｂ１）の前記第１の硬化工程が、５０〜１５０℃でのロールラミネーション工程であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
ステップ（ｂ３）の前記第２の硬化工程が、８０〜１８０℃で２時間未満のオーブン焼成工程であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
強化（硬化）エポキシの両面上に、接着フィルムを、次にキャリアテープを敷設する前記ステップが、ベースフィルム、接着フィルムおよびキャリアテープを含む構造を利用して、ベースフィルムを取り除くことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
ステップ（ｃ）の前記完全硬化工程が、１５０〜２５０℃で４時間未満のオーブン焼成工程であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
ステップ（ｃ）の前記完全硬化工程が、高温高圧プレス（ラミネーション）工程であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記第２貫通孔の前記直径が、前記第１貫通孔の直径よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記第１貫通孔の上の前記サブレイヤと接触する銅パッドは、積み重なる前に、部分的にまたは完全に取り除かれるべきであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。