JP2023525360A - 回路基板 - Google Patents
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Abstract
実施例に係る回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層の上面に配置された第2外層回路パターンと、前記絶縁層内に配置され、前記第2外層回路パターンと連結されるビアと、を含み、前記第2外層回路パターンは、前記絶縁層に埋め込まれ、第1幅を有する第1パターンと、前記絶縁層上面上に突出し、前記第1幅よりも大きい第2幅を有し、前記ビアを介して前記第1パターンと連結される第2パターンと、を含む。
Description
実施例は、回路基板に関する。
電子部品の小型化、軽量化、集積化の加速に伴い回路の線幅が微細化している。特に、半導体チップのデザインのルールがナノメートルスケールに集積化することに伴い、半導体チップを実装するパッケージ基板または回路基板の回路線幅が数マイクロメートル以下に微細化している。
回路基板の回路集積度を高めるために、即ち、回路線幅を微細化するために多様な工法が提案されている。銅メッキの後パターンを形成するためにエッチングする段階における回路線幅の損失を防止するための目的で、SAP(semi-additive process)工法とMSAP(modified semi-additive process)等が提案された。
以後、より微細な回路パターンを具現するために、銅箔を絶縁層内に埋め込むETS(Embedded Trace Substrate、以下「ETS」という)工法が当業界で使用されている。ETS工法は、銅箔回路を絶縁層の表面に形成する代わりに、絶縁層内に埋め込む形式で製造するので、エッチングによる回路損失がなく、回路ピッチを微細化するのに有利である。
一方、最近無線データトラフィック需要を満たすために、改善された5G(5thgeneration)通信システムまたはpre-5G通信システムを開発するための努力がなされている。 ここで、5G通信システムは、高いデータ伝送率を達成するために超高周波(mmWave)帯域(sub6ギガ(6GHz)、28ギガ(28GHz)、38ギガ(38GHz)またはそれ以上の周波数)を使用する。
そして、超高周波帯域における電波の経路損失の緩和および電波の伝達距離を増加させるために、5G通信システムでは、ビームフォーミング(beamforming)、巨大配列多重入出力(massiveMIMO)、アレイアンテナ(arrayantenna)などの集尺化技術が開発されている。このような周波数帯域で波長の数百個の活性アンテナで構成できる点を考慮すれば、アンテナシステムが相対的に大きくなる。
このようなアンテナおよびAPモジュールは、回路基板にパターンニングまたは実装されるので、回路基板の低損失が非常に重要である。これは、活性アンテナシステムを構成する複数の基板、すなわちアンテナ基板、アンテナ給電基板、送受信機(transceiver)基板、そして基底帯域(baseband)基板が単一の小型装置(one compact unit)に集積されなければならないということを意味する。
そして、上記のような5G通信システムに適用される回路基板は、軽薄短小化トレンドで製造され、これにより前記回路パターンはますます微細化されている。
しかし、従来の微細回路パターンを含む回路基板は、最外郭に配置された回路パターンが絶縁層上部に突出する構造を有し、これにより前記最外郭の回路パターンが容易に崩れるという問題点を有する。
実施例では、新しい構造の回路基板およびその製造方法を提供しようとする。
また、本実施例では、絶縁層の一面に配置される回路パターンを含む回路基板において、前記回路パターンの一部は、前記絶縁層の一面に埋め込まれるようにし、残りの一部は、前記絶縁層の一面上に突出するようにした回路基板およびその製造方法を提供しようとする。
また、実施例では、ETS工法を通じて絶縁層内に埋め込まれたトレース上にソルダーとの接触のための追加のパッド層が形成された回路基板およびその製造方法を提供しようとする。
提案される実施例において、解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた別の技術的課題は、下記の記載から提案される実施例が属する技術分野における通常の知識を有した者にとって明確に理解されるであろう。
実施例に係る回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層の上面に配置された第2外層回路パターンと、前記絶縁層内に配置され、前記第2外層回路パターンと連結されるビアと、を含み、前記第2外層回路パターンは、前記絶縁層に埋め込まれ、第1幅を有する第1パターンと、前記絶縁層上面上に突出し、前記第1幅よりも大きい第2幅を有し、前記ビアを介して前記第1パターンと連結される第2パターンと、を含む。
また、前記埋め込みパターンは、15μm以下の幅を有する微細回路パターンであり、前記突出パターンは、前記埋め込みパターンよりも大きい幅を有する回路パターンである。
また、前記埋め込みパターンは、データ伝送のためのシグナルパターンを含み、前記突出パターンは、グランドパターンを含む。
また、前記埋め込みパターンの上面は、前記突出パターンの下面と同一平面上に位置する。
また、前記突出パターンは、前記絶縁層の上面上に配置された第1メッキ層と、前記第1メッキ層の上面上に配置された第2メッキ層と、を含む。
また、前記突出パターンは、垂直方向内で前記埋め込みパターンと重ならない。
また、前記第1外層回路パターンは、トレースを含み、前記トレースの下面上には前記トレースと直接接触するパッド層が形成される。
また、前記パッド層の幅は、前記トレースの幅の150%以上を有する。
また、前記回路基板は、前記絶縁層の上面上に配置された第1保護層と、前記絶縁層の下面下に配置された第2保護層と、を含み、前記第1保護層は、前記埋め込みパターンの上面を覆って配置され、前記第2保護層は、前記第1外層回路パターンの下面を覆って配置される。
また、前記第1保護層は、前記突出パターンの上面を露出する第1開口部を含み、前記第2保護層は、前記パッド層の下面を露出する第2開口部を含む。
一方、実施例に係る回路基板の製造方法は、第1キャリアボード上に第1外層回路パターンを形成し、前記第1キャリアボード上に前記第1外層回路パターンを覆う第1絶縁層を形成し、前記第1絶縁層内に前記第1外層回路パターンと連結される第1ビアを形成し、前記第1絶縁層の上面上に前記第1ビアと連結される第1内層回路パターンを形成し、前記第1キャリアボードを除去し、第2キャリアボード上に第2外層回路パターンの埋め込みパターンを形成し、前記第1内層回路パターン上に第3絶縁層および前記第2外層回路パターンの埋め込みパターンを配置した状態で加圧して、前記埋め込みパターンが前記第3絶縁層の上面に埋め込まれるようにし、前記第2キャリアボードを除去し、前記第3絶縁層の上面に前記第2外層回路パターンの突出パターンを形成することを含み、前記埋め込みパターンは、第1幅を有し、前記第3絶縁層の上部に埋め込まれ、前記突出パターンは、前記第1幅よりも大きい第2幅を有し、前記第3絶縁層の上面上に突出し、前記埋め込みパターンの上面は、前記突出パターンの下面と同一平面上に位置する。
また、前記埋め込みパターンは、15μm以下の幅を有するシグナルパターンを含み、前記突出パターンは、前記埋め込みパターンよりも大きい幅を有するグランドパターンを含む。
また、前記突出パターンは、垂直方向内で前記埋め込みパターンと重ならない。
また、前記第1外層回路パターンは、トレースを含み、前記回路基板の製造方法は、前記突出パターンの形成時に、前記第1外層回路パターンのトレースの下面上に前記トレースと直接接触するパッド層を形成することを含み、前記パッド層の幅は、前記トレースの幅の150%以上を有する。
前記回路基板の製造方法は、前記第1キャリアボードを除去する前に、前記第1絶縁層上に第2絶縁層を形成し、前記第2絶縁層内に第2ビアを形成し、前記第2絶縁層の上面上に第2内層回路パターンを形成することを含み、前記第3絶縁層は、前記第2絶縁層と前記第2キャリアボード上の前記埋め込みパターンとの間に位置する。
また、前記第3絶縁層の上面上に前記埋め込みパターンの上面を覆う第1保護層を形成し、前記第1絶縁層の下面下に前記第1外層回路パターンの下面を覆う第2保護層を形成することを含む。
また、前記第1保護層に前記突出パターンの上面を露出する第1開口部を形成し、前記第2保護層に前記パッド層の下面を露出する第2開口部を形成することを含む。
実施例によれば、 回路基板は、絶縁層の互いに異なる最外側に配置される第1外層回路パターンと第2外層回路パターンとを含む。このとき、前記第1外層回路パターンは、ETS構造を有するこれにより、前記絶縁層の下部に埋め込まれた構造を有する。このとき、比較例では、前記第1外層回路パターンが外部素子の実装のための実装パッドを含んでおり、これにより前記パッドの幅だけ回路集積度が低くなるという問題を有する。これにより、実施例では、第1外層回路パターンを構成するトレースの下面上に別のパッド層を形成する。前記パッド層は、前記第1外層回路パターンのトレースの幅よりも少なくとも150%以上の幅を有することができる。
これによれば、実施例では、前記絶縁層の下部に実装パッドの配置による回路集積度の減少の問題を解決することができる。具体的には、実施例では、前記絶縁層の下部に埋め込まれた第1外層回路パターンが実装パッドを含まないようにすることで、前記実装パッドに対応する空間を確保することができ、これによる回路集積度を向上させることができる。
また、実施例では、上記のようにトレース上にソルダーを直接配置せず、別のパッド層上にソルダーを配置する。これによれは、実施例では、前記パッド層の形成により、前記ソルダーと前記トレースとの間の連結信頼性を向上させることができる。
一方、実施例における回路基板は、前記第1外層回路パターンと反対となる絶縁層の一側に第2外層回路パターンが配置される。このとき、一般的なETS構造において、前記第2外層回路パターンは、前記絶縁層の表面上に突出した構造を有する。そして、前記第2外層回路パターンが突出構造を有する場合、外部衝撃によって前記第2外層回路パターンが崩れるという問題が発生することがある。また、比較例では、前記第2外層回路パターンを突出構造に形成し、ソルダーレジストなどの別の層を用いて前記第2外層回路パターンを支持する支持層を形成することもできる。しかし、このような構造の場合、前記支持層の一部を除去する工程を行うべきであり、これにより、第2外層回路パターンの表面にレジン残渣が残存するという問題が発生する。また、前記支持層の一部を除去する工程は、化学研磨または物理研磨を経て行われるが、このとき研磨工程の不均一により第2外層回路パターンの浮き上がり現象が発生する。
これとは異なり、実施例では、第2外層回路パターンを突出パターンと埋め込みパターンにそれぞれ具現する。即ち、第2外層回路パターンが絶縁層の上面に配置される場合、前記第2外層回路パターンの一部は、前記絶縁層の上部に埋め込まれた構造を有するようにする。また、前記第2外層回路パターンの残りの一部は、前記絶縁層の上面上に突出した構造を有するようにする。このとき、前記第2外層回路パターンは、データ信号を送受信するシグナルパターンと電力伝送やノイズ除去などのためのグランドパターンとを含む。前記グランドパターンは、線幅が15μmよりも大きいため、外部衝撃に対して比較的強い特性を有する。しかし、シグナルパターンは、線幅が最低10μm以下に形成されるため、外部衝撃に対して弱い特性を有する。
したがって、実施例では、前記第2外層回路パターンを機能的に区分し、それによってシグナルパターンは、前記絶縁層の上部に埋め込まれた構造を有するようにする。また、実施例では、第2外層回路パターンのグランドパターンは、前記絶縁層の上面上に突出した構造を有するようにする。
これにより、実施例によれば、比較的線幅の小さいシグナルパターンを絶縁層の上部に埋め込まれるように配置することで、外部衝撃により前記シグナルパターンが崩れるなどの信頼性問題を解決することができる。
また、実施例によれば、シグナルパターンとグランドパターンをそれぞれ埋め込みパターンと突出パターンに具現することにより、前記シグナルパターンと前記グランドパターンとの間の相互間の干渉を最小限に抑えることができ、これによるデータ伝達信頼性を向上させることができる。
また、実施例の回路基板は、5G通信システムに適用可能であり、これにより高周波の伝送損失を最小限に抑えて、信頼性をさらに向上させることができる。具体的には、実施例における回路基板は、高周波で使用可能であり、電波損失を低減することができる。
以下、添付された図面を参照して、本明細書に開示された実施例を詳しく説明するが、図面符号に関係なく同一または類似する構成要素は、同じ参照番号を付し、それに対する重複説明は省略することにする。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞「モジュール」および「部」は、明細書の作成を容易にするために付与また混用されるものとして、それ自体で相互区別される意味または役割を有するものではない。また、本明細書に開示された実施例の説明において、係る公知技術に対する具体的な説明が本明細書に開示された実施例の理解を妨害すると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。また、添付された図面は、本明細書に開示された実施例を容易に理解できるようにするためのものであり、添付された図面によって本明細書に開示された技術的思想が制限されるものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。
第1、第2などの序数を含む用語が多様な構成要素を説明するために使用されることができるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。
ある構成要素が他の構成要素に「連結」または「接続」されていると言及された場合には、その他の構成要素に直接的に「連結」または「接続」されていてもよく、間に他の構成要素が存在してもよいと理解されるべきである。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」または「直接接続」されいると言及された場合には、間に他の構成要素が存在しないと理解されるべきである。
単数の表現は、文脈上明白に違うように意味しない限り、複数の表現を含む。
本出願で、「含む」または「有する」等の用語は、明細書に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組合せたものが存在することを指定しようとするものであり、1つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組合せたもの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解されるべきである。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明すると、次のようである。
本実例の説明に先立ち、本実施例と比較される比較例について説明する。
図1は、比較例に係る回路基板を示す図である。
図1を参照すると、(a)のように、比較例に係る回路基板は、一般的なSAP工法で製造された回路パターンを含む。
具体的には、回路基板は、絶縁層10、回路パターン20、および保護層30を含む。
回路パターン20は、絶縁層10の上面および下面にそれぞれ配置される。
このとき、絶縁層10の表面に配置された回路パターン20のうち少なくとも一つは、微細回路パターンを含む。
図1では、絶縁層10の上面に配置された回路パターン20は、微細回路パターンを含む。微細回路パターンは、信号伝達配線ラインであるトレース21と、チップ実装などのためのパッド22とを含む。
このとき、実施例では、微細回路パターンの保護目的でソルダーレジストを用いた支持層を形成することであるため、前記比較例で微細回路パターンが形成された領域における構造について説明する。
また、絶縁層10の表面には、回路パターン20を保護する保護層30が配置される。
このとき、絶縁層10の上部領域は、保護層30が配置される第1領域と、保護層30が配置されないオープン領域である第2領域とを含む。
これにより、前記絶縁層10の上面に配置された回路パターン20の一部は、前記保護層30によって覆われ、残りの一部は、前記保護層30によって覆われずに外部に露出される。
このとき、前記保護層30のオープン領域である第2領域には、上述したように微細回路パターンに対応するトレース21およびパッド22が配置される。
例えば、前記トレース21およびパッド22のうち少なくとも一つは、幅/間隔が15μm/15μm以下に形成される。
このとき、前記保護層30のオープン領域に形成された回路パターンが、微細回路パターンではなく15μmを超える幅を有するパターンである場合、外部衝撃に強いことがある。
しかし、図1の(b)のように、回路パターンが徐々に微細化されながら、前記最外層の微細回路パターンであるトレース21の幅および間隔がますます小さくなっており、これにより保護層のオープン領域である第2領域に絶縁層10の上面上に突出した微細回路パターンが配置される場合、外部衝撃によって前記微細回路パターンが簡単に崩れるという問題が発生する。
即ち、図1の(b)のBのように、最外層の微細回路パターンに対応するトレース21は、極めて微細なパターン形態を有しており、これにより外部の小さな衝撃にも簡単に崩れるか、擦れるという問題が発生する。
また、比較例では、トレース21の幅が狭くなるにつれて、絶縁層10とトレース21との間の接触面積も減少する。そして、前記接触面積が減少するにつれて、前記絶縁層10と前記トレース21との間の接合力が減少するという問題を有する。
一方、最近では、ETS工法を用いて絶縁層内に埋め込まれた構造を有しつつ、保護層のオープン領域に配置される微細回路パターンを形成している。
図2は、比較例において、ETS工法で製造された回路基板を示す図である。
図2を参照すると、具体的には、回路基板は、絶縁層10A、回路パターン20A、および保護層30Aを含む。
回路パターン20Aは、絶縁層10Aの上面および下面にそれぞれ配置される。
このとき、絶縁層10Aの表面に配置された回路パターン20Aのうち少なくとも一つは、微細回路パターンを含む。
ここで、ETS工法で回路パターンを形成する場合、最初に形成された回路パターンは、絶縁層10A内に埋め込まれた構造を有している。これにより前記最初に形成される回路パターンを微細回路パターンに形成する場合、比較例においても、微細回路パターンが絶縁層10A内に埋め込まれた構造を有することができる。
即ち、ETS工法で製造された回路基板は、絶縁層10Aの表面内に埋め込まれた構造を有する微細回路パターンを含む。即ち、微細回路パターンは、信号伝達配線ラインであるトレース21Aと、チップ実装などのためのパッド22Aとを含む。
そして、上記のようにETS工法で製造された回路基板の場合、一側に配置された微細回路パターンの場合、絶縁層内に埋め込まれた構造を有するため、外部衝撃から前記微細回路パターンが保護される。しかし、ETS工法で製造された回路基板で他側に配置された微細回路パターンの場合、絶縁層の表面上に突出した構造を有する。そして、前記突出した微細回路パターンは、図1aおよび図1bで説明したような問題点を有する。
また、最近では、5G技術の発達に伴い、これを反映できる回路基板に関心が高まっている。このとき、5G技術が適用されるためには回路基板が高多層構造を有する必要があり、これによる回路パターンを微細化されなければならない。しかし、比較例では、微細パターンを形成することは可能であるが、これを安定して保護することはできないという問題点がある。
これにより、実施例は、最外側に配置される微細パターンの信頼性の問題を解決することができる新しい構造の回路基板およびその制御方法を提供しようとする。
図3は、実施例に係る回路基板を示す図であり、図4は、図3の第1外層回路パターンを具体的に示す図であり、図5は、図3の第2外層回路パターンを具体的に示す図である。
図3~図5の説明に先立って、実施例に係る回路基板は、多層構造を有することができる。好ましくは、実施例に係る回路基板は、回路パターンの層数を基準に4層構造を有することができる。ただし、これは一実施例に過ぎず、これに限定されない。即ち、実施例における回路基板は、4層よりも小さい層数を有してもよく、これとは異なり、4層よりも大きい層数を有してもよい。
図3~図5を参照すると、回路基板100は、絶縁層120を含む。
好ましくは、回路基板100は、4層の回路パターン層を具現するために、第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123を含むことができる。
このとき、前記絶縁層120のうち第2絶縁層122は、絶縁層の積層構造において回路基板の内側に配置された内側絶縁層であってもよい。また、前記第1絶縁層121および第3絶縁層123は、絶縁層の積層構造において回路基板の外側に配置された外側絶縁層であってもよい。例えば、第1絶縁層121は、回路基板の最下側に配置された第1外側絶縁層であってもよい。例えば、第3絶縁層123は、回路基板の最上側に配置された第2外側絶縁層であってもよい。一方、図面上には、第2絶縁層122が1層に形成されるものと示したが、これに限定されない。例えば、回路パターンの層数が増加するにつれて、前記内側絶縁層は、第2絶縁層122以外の追加の少なくとも一つの絶縁層をさらに含むことができる。
第2絶縁層122は、絶縁層120の積層構造において中心に配置されるコア絶縁層であってもよい。第3絶縁層123は、第2絶縁層122の上面上に配置された上部絶縁層であってもよい。そして、第1絶縁層121は、第2絶縁層122の下部に配置された下部絶縁層であってもよい。
絶縁層120は、配線を変更できる電気回路が編成されている基板であって、表面に回路パターンを形成できる絶縁材料で作られたプリント、配線板、および絶縁基板を全て含むことができる。
例えば、第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、リジッド(rigid)またはフレキシブル(flexible)であってもよい。例えば、第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、ガラスまたはプラスチックを含むことができる。詳細には、前記第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、ソーダライムガラス(soda lime glass)またはアルミノシリケートガラス等の化学強化/半強化ガラスを含むか、ポリイミド(Polyimide、PI)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)、プロピレングリコール(propylene glycol、PPG)ポリカーボネート(PC)などの強化或は延性プラスチックを含むか、サファイアを含むことができる。
また、前記第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、光等方性フィルムを含むことができる。一例として、前記第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、COC(Cyclic Olefin Copolymer)、COP(Cyclic Olefin Polymer)、光等方性ポリカーボネート(polycarbonate、PC)または光等方性ポリメチルメタクリレート(PMMA)等を含むことができる。
また、前記第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、部分的に曲面を有して曲がることがある。即ち、第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、部分的には平面を有し、部分的には曲面を有して曲がることがある。詳細には、前記第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、 終端が曲面を有して曲がるか、ランダムな曲率を含む表面を有して曲がるか折曲がることがある。これにより、実施例における回路基板は、多様な形状を有する電子機器に適用可能である。
また、前記第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、柔軟な特性を有するフレキシブル(flexible)基板であってもよい。また、前記第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、湾曲(curved)または折り曲げ(bended)基板であってもよい。このとき、第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のうち少なくとも一つは、回路設計に基づいて回路部品を接続する電気配線を配線図形で表現し、絶縁物上に電気導体を再現することができる。また、絶縁層120のうち少なくとも一つは、電気部品を搭載し、これらを回路的に連結する配線を形成することができ、部品の電気的連結機能以外の部品を機械的に固定させることができる。
第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123の表面には、回路パターンが配置され得る。
即ち、絶縁層120を構成する第1絶縁層121、第2絶縁層122、および第3絶縁層123のそれぞれの表面には、回路パターン110が配置され得る。
ここで、回路パターン110は、内層回路パターンおよび外層回路パターンを含むことができる。内層回路パターンは、回路基板の積層構造において、内側に配置された回路パターンであってもよい。そして、外層回路パターンは、回路基板の積層構造において、最外側に配置された回路パターンであってもよい。
一例として、外層回路パターンは、第1絶縁層121の下面に配置された第1外層回路パターン111を含むことができる。
また、外層回路パターンは、第3絶縁層123の上面に配置された第2外層回路パターン114を含むことができる。
また、内層回路パターンは、第1絶縁層121と第2絶縁層122との間に配置された第1内層回路パターン112を含むことができる。
また、内層回路パターンは、第2絶縁層122と第3絶縁層123との間に配置された第2内層回路パターン113を含むことができる。
即ち、第1内層回路パターン112は、第1外層回路パターン111の上面に配置され得る。そして、第1内層回路パターン112は、第2絶縁層122によって覆われることがある。
第2内層回路パターン113は、第2絶縁層122の上面に配置され得る。そして、第2内層回路パターン113は、第3絶縁層123によって覆われることがある。
外層回路パターンは、複数の絶縁層のうち最外側に配置された外層絶縁層の表面に配置され得る。
好ましくは、外層回路パターンは、絶縁層の最下部に配置された第1絶縁層121の下面に配置された第1外層回路パターン111を含むことができる。このとき、実施例における回路基板は、ETS工法で製造され得る。これにより、前記第1外層回路パターン111は、第1外層回路パターン111の下面に埋め込まれた構造を有することができる。例えば、第1外層回路パターン111は、第1絶縁層121の内部に配置され得る。例えば、第1外層回路パターン111の下面は、第1絶縁層121の下面と同一平面上に位置することができる。例えば、第1外層回路パターン111の下面は、第1絶縁層121の下面よりも高く位置することができる。これにより、前記第1外層回路パターン111の側面は、前記第1絶縁層121と接触することがある。そして、前記第1外層回路パターン111は、第1絶縁層121によって保護され得る。
また、外層回路パターンは、複数の絶縁層のうち最上部に配置された第3絶縁層123の上面に配置された第2外層回路パターン114を含むことができる。このとき、一般的なETS構造において、複数の外層回路パターンのうち一つは、絶縁層の表面上に突出した構造を有する。このとき、実施例では、前記第1外層回路パターン111がETS構造において、第1絶縁層121内に埋め込まれた構造を有するように形成されたパターンである。これにより、一般的なETS構造において、第2外層回路パターン114は、第3絶縁層123の上面上に突出した構造を有することができる。
これに反して、実施例における第2外層回路パターン114は、第1パターン114aおよび第2パターン114bを含む。前記第1パターン114aは、絶縁層に埋め込まれた埋め込みパターンと言える。また、前記第2パターン114bは、前記絶縁層の表面上に突出した突出パターンと言える。以下では、前記第1パターン114aを「埋め込みパターン」と言い、前記第2パターン114bを「突出パターン」と言い説明する。
これに反して、実施例における第2外層回路パターン114は、第3絶縁層123の上面上に突出した構造を有する突出パターン114bを含む。即ち、実施例における前記第2外層回路パターン114の前記第3絶縁層123の上面上に突出した構造の突出パターン114bを含み、前記突出パターン114bは、グランドパターンを含むようにする。これにより、実施例では、前記突出パターン114bによる回路基板のグランド特性を向上させることができるようにしながら、回路基板の放熱性を向上させることができるようにする。
さらに、実施例では、前記第2外層回路パターン114が突出パターンと埋め込みパターンを有することにより、限られた空間内で回路パターンの密集度を向上させることができ、これによる回路基板の体積を減少させることができる。即ち、突出パターン114bは、第3絶縁層123の上面上に突出した構造を有することができる。例えば、突出パターン114bの下面は、第3絶縁層123の上面と直接接触することがある。突出パターン114bは、複数の層構造を有することができる。例えば、突出パターン114bは、第3絶縁層123の上面上に配置された第1メッキ層102を含むことができる。また、突出パターン114bは、第1メッキ層102の上面上に配置された第2メッキ層114b1を含むことができる。前記第1メッキ層102は、シード層であってもよい。そして、第2メッキ層114b1は、前記第1メッキ層102をシード層として、電解メッキ方式で前記第1メッキ層102上に配置されたパターン層であってもよい。ただし、これは本発明の一実施例に過ぎず、前記突出パターン114bを形成する方法によって、前記突出パターン114bは、2層よりも大きい層数を有することができ、これとは異なり、1層構造を有することもできる。
一方、一般的なETS構造の回路基板における第2外層回路パターン114は、前記突出パターン114bのみを含む。これとは異なり、本実施例における第2外層回路パターン114は、埋め込みパターン114aを含むことができる。埋め込みパターン114aは、第3絶縁層123の上面に配置され得る。例えば、埋め込みパターン114aは、第3絶縁層123の上部に埋め込まれることがある。例えば、埋め込みパターン114aの上面は、第3絶縁層123の上面と同一平面上に位置することができる。
即ち、実施例における第2外層回路パターン114は、一部が突出した構造を有し、残りの一部が埋め込まれた構造を有することができる。例えば、前記第2外層回路パターン114の残りの一部は、第3絶縁層123に一部埋め込まれ、これにより上面が前記第3絶縁層123の上面を介して露出し得る。ここでの露出は、実施例の回路基板の外部への露出だけでなく、他の構成要素に露出するという意味を含むことができる。
これにより、実施例では、第2外層回路パターン114のうち外部衝撃に弱い微細回路パターンの場合、第3絶縁層123の上面に埋め込まれた構造を有するようにする。これにより、前記微細回路パターンの電気的信頼性を向上させることができる。例えば、実施例では、前記微細回路パターンが前記第3絶縁層123を介して安定して保護できるようにして、前記微細回路パターンが外部衝撃によって崩れる問題を解決するようにし、これによる電気的回路連結が切れるという問題を解決することができる。
また、前記微細回路パターンと第3絶縁層123との間の接触面積を増加させて、相互間の接合力を向上させることができる。一方、前記「上面に埋め込む」の意味は、第2外層回路パターン114の側面の少なくとも一部および下面は、前記第3絶縁層123で覆われ、上面の少なくとも一部は、前記第3絶縁層123の上側に露出することを意味することができる。
このとき、前記埋め込みパターン114aと前記突出パターン114bは、垂直方向に互いに重ならないことがある。ただし、前記埋め込みパターン114aと前記突出パターン114bは、互いに電気的に連結され得る。一例として、埋め込みパターン114aの一端と前記突出パターン114bの一端は、前記第3ビアV3と接触することがあり、これにより相互電気的に連結され得る。
前記埋め込みパターン114aは、第1幅W1を有することができる。例えば、前記埋め込みパターン114aは、15μm以下の幅を有することができる。例えば、前記埋め込みパターン114aは、12μm以下の幅を有することができる。例えば、前記埋め込みパターン114aは、10μm以下の幅を有することができる。即ち、実施例における埋め込みパターン114aは、微細回路パターンであり、これにより前記第3絶縁層123に一部が埋め込まれるようにして、衝撃から安定して保護できるようにする。
前記突出パターン114bは、前記第1幅W1よりも大きい第2幅W2を有することができる。例えば、突出パターン114bは、15μmよりも大きい幅を有することができる。例えば、突出パターン114bは、18μmよりも大きい幅を有することができる。例えば、突出パターン114bは、20μmよりも大きい幅を有することができる。即ち、突出パターン114bは、チップなどの素子が実装されるパッドであり、前記第1幅W1よりも大きい第2幅W2を有することができる。これにより、実施例では、前記突出パターン114bが前記第3絶縁層123の上面上に突出するようにして、回路パターンの集積度を向上させながら、回路基板の放熱性を向上させることができるようにする。
即ち、実施例では、第2外層回路パターン114は、機能に応じて微細回路パターンと一般回路パターンとに区分され得る。そして、実施例では、前記第2外層回路パターン114のうち微細回路パターンについては、第3絶縁層123に埋め込まれた構造を有する埋め込みパターン114aに形成する。また、実施例では、前記第2外層回路パターン114のうち一般回路パターンについては、第3絶縁層123の上面上に突出した構造を突出パターン114bに形成する。これにより、前記第3絶縁層123の上面に配置された第2外層回路パターン114は、突出パターン114bと埋め込みパターン114aとを含むことができる。そして、前記突出パターン114bの下面と前記埋め込みパターン114aの上面は、互いに同一平面上に位置することができる。
結論として、第2外層回路パターン114は、微細回路パターンを含むことができる。一例として、前記第2外層回路パターン114は、線幅が10μm以下であり、パターン間の間隔が10μm以下の微細回路パターンを含むことができる。そして、前記微細回路パターンが第3絶縁層123上に突出した構造を有する場合、前記微細回路パターンが剥離するなどの信頼性が低下することがある。したがって、実施例では、前記第2外層回路パターン114のうち微細回路パターンについては第3絶縁層123内に埋め込まれるようにし、これを除く他の一般回路パターンについては第3絶縁層123上に突出するようにする。
一方、前記第1内層回路パターン112、第2内層回路パターン113、第1外層回路パターン111、および第2外層回路パターン114は、電気的信号を伝達する配線であって、伝導性が高い金属物質で形成され得る。このために、第1内層回路パターン112、第2内層回路パターン113、第1外層回路パターン111、および第2外層回路パターン114のうち少なくとも一つは、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、錫(Sn)、銅(Cu)および亜鉛(Zn)のうちから選択される少なくとも一つの金属物質からなることができる。また、第1内層回路パターン112、第2内層回路パターン113、第1外層回路パターン111、および第2外層回路パターン114のうち少なくとも一つは、ボンディング力に優れる金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、チタン(Ti)、錫(Sn)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)のうちから選択される少なくとも一つの金属物質を含むペーストまたはソルダーペーストからなることができる。好ましくは、第1内層回路パターン112、第2内層回路パターン113、第1外層回路パターン111、および第2外層回路パターン114は、電気伝導性が高く、かつ価格が比較的安価な銅(Cu)からなることができる。
一方、前記絶縁層120内には、ビアが配置され得る。前記ビアは、それぞれの絶縁層内に配置され、それにより互いに他の層に配置された回路パターンを互いに電気的に連結する役割を果たすことができる。
第1絶縁層121内には、第1ビアV1が配置され得る。前記第1ビアV1は、第1絶縁層121の上面に配置された第1内層回路パターン112と、第1絶縁層121の下面に埋め込まれた第1外層回路パターン111とを電気的に連結することができる。
第2絶縁層122内には、第2ビアV2が配置され得る。前記第2ビアV2は、第1絶縁層121の上面に配置された第1内層回路パターン112と、前記第2絶縁層122の上面に配置された第2内層回路パターン113とを電気的に連結することができる。第3絶縁層123内には、第3ビアV3が配置され得る。前記第3ビアV3は、第2外層回路パターン114の上面に配置された第2内層回路パターン113と、前記第3絶縁層123の上面に配置された第2外層回路パターン114との間を電気的に連結することができる。
上記のようなビアは、それぞれの絶縁層内に形成されたビアホールの内部を金属物質で充填することによって形成され得る。
前記ビアホールは、機械、レーザーおよび化学加工のいずれか一つの加工方法によって形成され得る。前記ビアホールが機械加工によって形成される場合には、ミーリング(Milling)、ドリル(Drill)、およびルーティング(Routing)などの方式を用いることができ、レーザー加工によって形成される場合には、UVやCO2レーザー方式を用いることができ、化学加工によって形成される場合には、アミノシラン、ケトン類などを含む薬品を用いて絶縁層を開放することができる。
一方、前記レーザーによる加工は、光学エネルギーを表面に集中させて材料の一部を溶かして蒸発させて、所望の形態をとる切断方法であって、コンピュータプログラムによる複雑な形成も容易に加工することができ、他の方法では切断しにくい複合材料も加工することができる。
また、前記レーザーによる加工は、切断径が最小0.005mmまで可能であり、加工可能な厚さの範囲が広いという長所がある。
前記レーザー加工ドリルとしては、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザーやCO2レーザーや紫外線(UV)レーザーを用いることが好ましい。YAGレーザーは、銅箔層および絶縁層の両方とも加工できるレーザーであり、CO2レーザーは、絶縁層のみ加工できるレーザーである。
前記ビアホールが形成されると、前記貫通ホールの内部を伝導性物質で充填して前記第1~第3ビアV1、V2、V3を形成することができる。前記第1~第3ビアV1、V2、V3を形成する金属物質は、銅(Cu)、銀(Ag)、錫(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、およびパラジウム(Pd)のうちから選択されるいずれか一つの物質であってもよく、前記伝導性物質の充填は、無電解メッキ、電解メッキ、スクリーン印刷(Screen Printing)、スパッタリング(Sputtering)、蒸発法(Evaporation)、インクジェットティング、およびディスフェンシングのうちいずれか一つ、またはこれらの組み合わせた方式を用いることができる。
一方、第1絶縁層121の下面には、パッド層116が配置され得る。前記パッド層116は、前記第1絶縁層121の下面に埋め込まれた第1外層回路パターン111の一部と垂直方向内で重なることがある。例えば、パッド層116は、前記第1絶縁層121の下面に配置された第1外層回路パターン111の下面上に形成され得る。
具体的には、前記第1外層回路パターン111は、機能に応じてビアパッドおよびトレース111Tを含むことができる。前記パッドは、第1ビアV1と連結されるパッドを意味することができる。前記第1外層回路パターン111は、素子実装などのためのソルダーが配置される実装パッドを含むことができる。このとき、前記第1外層回路パターン111は、微細回路パターンである。これにより、前記第1外層回路パターン111を構成するそれぞれのパターン間の間隔が狭くて、前記実装パッドを配置するための空間が設けられないことがある。例えば、第1外層回路パターン111を形成するとき、第1絶縁層121に埋め込まれた構造を有するように前記実装パッドを一緒に形成することもできる。ただし、このような場合、前記実装パッドの幅に対応するように、限られた空間内に配置される第1外層回路パターン111の数が少なくなり、これによる集積度が低下するという問題を有する。これにより、実施例では、上記のように第1外層回路パターン111を形成するときに実装パッドを除いた残りのパターンのみを形成し、前記実装パッドについては後にメッキ工程をさらに行って形成するようにする。
これにより、実施例では、第1外層回路パターン111を構成するトレース111Tの下面上に配置されるパッド層116を含む。前記パッド層116は、前記トレース111Tの下面を囲む構造を有して配置され得る。例えば、パッド層116の幅は、前記トレース111Tの幅の150%以上を有することができる。例えば、パッド層116の幅は、トレース111Tの幅の180%以上を有することができる。例えば、パッド層116の幅は、トレース111Tの幅の200%以上を有することができる。前記パッド層116は、ソルダー(図示せず)と前記第1外層回路パターン111との間の接触面積を増加させる役割を果たすことができる。例えば、前記パッド層116は、ソルダーと前記第1外層回路パターン111のうちトレース111Tとの間の連結信頼性を向上させることができる。
一方、回路基板の最外側には、保護層が配置され得る。好ましくは、前記第3絶縁層123の上面には、第1保護層130が配置され得る。また、第1絶縁層121の下面には、第2保護層140が配置され得る。
前記第1保護層130および第2保護層140は、SOR(Solder Resist)、酸化物、およびAuのいずれか一つ以上を用いて、少なくとも一つ以上の層に形成され得る。好ましくは、前記第1保護層130および第2保護層140は、ソルダーレジストであってもよい。
前記第1保護層130は、前記第3絶縁層123上に配置されて、前記第2外層回路パターン114を保護することができる。
例えば、第1保護層130は、前記第2外層回路パターン114の埋め込みパターン114aの表面を保護することができる。例えば、前記第1保護層130は、前記埋め込みパターン114aの上面を覆って配置され得る。また、前記第1保護層130は、前記突出パターン114bを露出する開口部(図示せず)を含むことができる。
第2保護層140は、前記第1絶縁層121上に配置されて、第1外層回路パターン111を保護することができる。例えば、第2保護層140は、前記第1絶縁層121の下面に埋め込まれた第1外層回路パターン111の表面を覆って配置され得る。例えば、第2保護層140は、前記第1絶縁層121の下面に配置されたパッド層116を露出する開口部(図示せず)を含むことができる。
以下では、第2外層回路パターン114およびパッド層116について具体的に説明する。
実施例では、第3絶縁層123の上面に配置された第2外層回路パターン114を含む。
このとき、前記第2外層回路パターン114は、機能に応じて互いに異なる幅を有することができる。一例として、前記第2外層回路パターン114は、電力供給やノイズ除去のためのグランドパターンを含むことができる。このとき、前記グランドパターンは、電力を担うので、パターン幅が微細になると抵抗増加による断線が発生する可能性が高い。これにより、一般にグランドパターンは、信頼性を向上させるために15μmよりも大きい幅を有することができる。一例として、グランドパターンは、信頼性を向上させるために20μmよりも大きい幅を有することができる。
また、第2外層回路パターン114は、データ信号を送受信するシグナルパターンを含むことができる。そして、前記シグナルパターンは、伝達しようとするデータの量に応じて数が増加することがある。これにより、一般にシグナルパターンは、微細パターンに構成される。一例として、シグナルパターンは、15μm以下の幅を有することができる。例えば、シグナルパターンは、12μm以下の幅を有することができる。例えば、シグナルパターンは、10μm以下の幅を有することができる。
上記のように、第2外層回路パターン114は、シグナルパターンとグランドパターンとを含む。そして、グランドパターンは、線幅が15μmよりも大きいため、外部衝撃に対して比較的強い特性を有する。しかし、シグナルパターンは、線幅が最低10μm以下に形成されるため、外部衝撃に対して弱い特性を有する。
したがって、実施例では、前記第2外層回路パターン114を機能的に区分し、それによりシグナルパターンは、第3絶縁層123の上部に埋め込まれた構造を有する埋め込みパターン114aに具現される。また、実施例では、第2外層回路パターン114のグランドパターンは、前記第3絶縁層123の上面上に突出した構造を有する突出パターン114bに具現される。
これにより、実施例によれば、比較的線幅の小さいシグナルパターンを前記第3絶縁層123の上部に埋め込まれるように配置することにより、外部衝撃により前記シグナルパターンが崩れるなどの信頼性問題を解決することができる。
また、実施例によれば、シグナルパターンとグランドパターンを埋め込みパターン114aと突出パターン114bとにそれぞれ区分する。これにより、前記シグナルパターンと前記グランドパターンとの間の相互間の干渉を最小限に抑えることができ、これによるデータ伝達信頼性を向上させることができる。
図4を参照すると、前記埋め込みパターン114aは、第1幅W1を有することができる。例えば、前記埋め込みパターン114aは、15μm以下の幅を有することができる。例えば、前記埋め込みパターン114aは、12μm以下の幅を有することができる。例えば、前記埋め込みパターン114aは、10μm以下の幅を有することができる。
前記突出パターン114bは、前記第1幅W1よりも大きい第2幅W2を有することができる。例えば、突出パターン114bは、15μmよりも大きい幅を有することができる。例えば、突出パターン114bは、18μmよりも大きい幅を有することができる。例えば、突出パターン114bは、20μmよりも大きい幅を有することができる。
即ち、上述したように、第2外層回路パターン114は、機能に応じてシグナルパターンとグランドパターンとに区分され得る。そして、実施例では、前記第2外層回路パターン114のうち微細回路パターンに形成されるシグナルパターンについては、第3絶縁層123に埋め込まれた構造を有する埋め込みパターン114aに形成する。また、実施例では、前記第2外層回路パターン114のうちグランドパターンについては、第3絶縁層123の上面上に突出した構造を突出パターン114bに形成する。これにより、前記第3絶縁層123の上面に配置された第2外層回路パターン114は、突出パターン114bと埋め込みパターン114aとを含むことができる。そして、前記突出パターン114bの下面と前記埋め込みパターン114aの上面は、互いに同一平面上に位置することができる。
結論として、第2外層回路パターン114は、微細回路パターンを含むことができる。一例として、前記第2外層回路パターン114は、線幅が10μm以下であり、パターン間の間隔が10μm以下の微細回路パターンを含むことができる。そして、前記微細回路パターンに対応するシグナルパターンが第3絶縁層123上に突出した構造を有する場合、前記微細回路パターンの信頼性が低下することがある。したがって、実施例では、前記第2外層回路パターン114のうち微細回路パターンについては、第3絶縁層123内に埋め込まれるようにし、これを除く他の一般回路パターン(例えば、グランドパターン)については第3絶縁層123上に突出するようにする。
一方、図5を参照すると、第1外層回路パターン111の下部には、第1外層回路パターン111が埋め込まれる。
前記第1外層回路パターン111は、トレース111Tを含む。前記トレース111Tは、微細回路パターンであるシグナルパターンに対応する。これにより、前記トレース111Tは、15μm以下の線幅を有する。例えば、前記トレース111Tは、12μm以下の線幅を有する。例えば、前記トレース111Tは、10μm以下の線幅を有する。
そして、一般的なETS構造において、前記第1外層回路パターン111は、素子実装用のソルダーの配置のためのパッドを含む。そして、前記パッドは、前記第1外層回路パターン111の一部を構成し、これにより前記第1絶縁層121の下部に埋め込まれた構造を有する。このとき、前記パッドが前記第1絶縁層121の下部に埋め込まれた構造を有する場合、前記パッドの幅だけパターン配置に対する集積度が低下する。
したがって、実施例では、前記第1外層回路パターン111を構成するトレース111Tの下面上に別のパッド層116を形成する。前記パッド層116は、前記第1絶縁層121内に配置された第1外層回路パターン111のトレース111Tの下面上に配置される。
前記パッド層116は、前記トレース111Tの下面を囲む構造を有して配置され得る。例えば、パッド層116の幅は、前記トレース111Tの幅の150%以上を有することができる。例えば、パッド層116の幅は、トレース111Tの幅の180%以上を有することができる。例えば、パッド層116の幅は、トレース111Tの幅の200%以上を有することができる。前記パッド層116は、ソルダー(図示せず)と前記第1外層回路パターン111との間の接触面積を増加させる役割を果たすことができる。例えば、前記パッド層116は、ソルダーと前記第1外層回路パターン111のうちトレース111Tとの間の連結信頼性を向上させることができる。
実施例によれば、回路基板は、絶縁層の互いに異なる最外側に配置される第1外層回路パターンと第2外層回路パターンとを含む。このとき、前記第1外層回路パターンは、ETS構造を有することにより、前記絶縁層の下部に埋め込まれた構造を有する。このとき、比較例では、前記第1外層回路パターンが外部素子の実装のための実装パッドを含んでおり、これにより前記パッドの幅だけ回路集積度が低くなるという問題を有する。これにより、実施例では、第1外層回路パターンを構成するトレースの下面上に別のパッド層を形成する。前記パッド層は、前記第1外層回路パターンのトレースの幅よりも少なくとも150%以上の幅を有することができる。
これによれば、実施例では、前記絶縁層の下部に実装パッドの配置による回路集積度の低減の問題を解決することができる。具体的には、実施例では、前記絶縁層の下部に埋め込まれた第1外層回路パターンが実装パッドを含まないようにすることで、前記実装パッドに対応する空間を確保することができ、これによる回路集積度を向上させることができる。
また、実施例では、上記のようにトレース上にソルダーを直接配置せず、別のパッド層上にソルダーを配置する。これによれば、実施例では、前記パッド層の形成により、前記ソルダーと前記トレースとの間の連結信頼性を向上させることができる。
一方、実施例における回路基板は、前記第1外層回路パターンと反対となる絶縁層の一側に第2外層回路パターンが配置される。このとき、一般的なETS構造において、前記第2外層回路パターンは、前記絶縁層の表面上に突出した構造を有する。そして、前記第2外層回路パターンが突出構造を有する場合、外部衝撃によって前記第2外層回路パターンが崩れるという問題が発生することがある。また、比較例では、前記第2外層回路パターンを突出構造に形成し、ソルダーレジストなどの別の層を用いて前記第2外層回路パターンを支持する支持層を形成することもできる。しかし、このような構造の場合、前記支持層の一部を除去する工程を行うべきであり、これにより、第2外層回路パターンの表面にレジン残渣が残存するという問題が発生する。また、前記支持層の一部を除去する工程は、化学研磨または物理研磨を経て行われるが、このとき研磨工程の不均一により第2外層回路パターンの浮き上がり現象が発生する。
これとは異なり、実施例では、第2外層回路パターンを突出パターンと埋め込みパターンにそれぞれ具現する。即ち、第2外層回路パターンが絶縁層の上面に配置される場合、前記第2外層回路パターンの一部は、前記絶縁層の上部に埋め込まれた構造を有するようにする。また、前記第2外層回路パターンの残りの一部は、前記絶縁層の上面上に突出した構造を有するようにする。このとき、前記第2外層回路パターンは、データ信号を送受信するシグナルパターンと電力伝送やノイズ除去などのためのグランドパターンとを含む。前記グランドパターンは、線幅が15μmよりも大きいため、外部衝撃に対して比較的強い特性を有する。しかし、シグナルパターンは、線幅が最低10μm以下に形成されるため、外部衝撃に対して弱い特性を有する。
したがって、実施例では、前記第2外層回路パターンを機能的に区別し、それによりシグナルパターンは、前記絶縁層の上部に埋め込まれた構造を有するようにする。また、実施例では、第2外層回路パターンのグランドパターンは、前記絶縁層の上面上に突出した構造を有するようにする。
これにより、実施例によれば、比較的線幅の小さいシグナルパターンを絶縁層の上部に埋め込まれるように配置することで、外部衝撃により前記シグナルパターンが崩れるなどの信頼性問題を解決することができる。
また、実施例によれば、シグナルパターンとグランドパターンをそれぞれ埋め込みパターンと突出パターンに具現することにより、前記シグナルパターンと前記グランドパターンとの間の相互間の干渉を最小限に抑えることができ、これによるデータ伝達信頼性を向上させることができる。
また、実施例の回路基板は、5G通信システムに適用可能であり、これにより高周波の伝送損失を最小限に抑えて、信頼性をさらに向上させることができる。具体的には、実施例における回路基板は、高周波で使用可能であり、電波損失を低減することができる。
図6~図18は、実施例に係る回路基板の製造方法を工程順に示す図である。
先ず、実施例は、キャリアボードを用いて、前記キャリアボードの両側でそれぞれ複数の基板を製造する方式で回路基板の製造を行うことができる。即ち、実施例は、ETS工法を適用してキャリアボードを中心に、その両側でそれぞれ複数の基板を一度に製造することができる。ただし、実施例では、第2外層回路パターン114が、埋め込みパターン114aが突出パターン114bを含む構造を有するようにする。このとき、実施例では、前記ETS工法を用いるにおいて、前記埋め込みパターン114aを含む埋め込み基板を別に製造する工程をさらに行うことができる。
図6を参照すると、実施例では、第1キャリアボード210を準備する。
前記第1キャリアボード210は、絶縁部材211および前記絶縁部材211の両面にそれぞれ金属層212が配置された構造を有することができる。
前記第1キャリアボード210が準備されると、前記第1キャリアボード210の金属層212上にメッキ層101を形成する工程を行うことができる。前記メッキ層101は、実施例に係る第1外層回路パターン111を形成するためのシード層であってもよい。前記メッキ層101は、化学銅メッキ工程によって形成され得るが、これに限定されない。
次に、図7を参照すると、前記メッキ層101上に第1外層回路パターン111を形成する工程を行うことができる。
前記第1外層回路パターン111は、次のような工程により形成され得る。前記メッキ層101が形成されると、前記メッキ層上にマスク(図示せず)を形成する。そして、前記形成されたマスクを露光および現像工程を行い、前記第1外層回路パターン111が形成される領域を露出する開口部(図示せず)を形成する。
そして、前記マスクに開口部が形成されると、前記メッキ層101をシード層に電解メッキを行って、前記マスクの開口部を満たす第1外層回路パターン111を形成する。
次に、図8を参照すると、前記メッキ層101上に前記第1外層回路パターン111を覆う第1絶縁層121を形成する。
次に、図9を参照すると、前記第1絶縁層121に第1ビアV1を形成する工程を行うことができる。
前記第1ビアV1は、第1絶縁層121内にビアホールを形成し、前記形成したビアホールの内部を金属物質で充填することによって形成され得る。
また、前記第1ビアV1の形成工程時に、前記第1絶縁層121の表面上に突出する第1内層回路パターン112を形成することができる。
これにより、前記第1ビアV1は、前記第1外層回路パターン111と前記第1内層回路パターン112を互いに連結することができる。
次に、図10を参照すると、図8および図9に対する工程をさらに行う積層工程を行うことができる。
即ち、実施例では、第1絶縁層121上に前記第1内層回路パターン112を覆う第2絶縁層122を形成する工程を行うことができる。
また、実施例は、前記第2絶縁層122が形成されると、前記第2絶縁層122内に第2ビアV2を形成する工程を行うことができる。
また、実施例は、前記第2ビアV2が形成されると、前記第2絶縁層122の表面に第2内層回路パターン113を形成する工程を行うことができる。
次に、図11を参照すると、図6~図10により製造された基板を複数の基板に分離する工程を行うことができる。即ち、上述したように、実施例では、第1キャリアボード210を中心にその両側でそれぞれ基板を製造する工程を行い、これにより同時に2つの基板を製造することができる。
そして、上記のように第2内層回路パターン113が形成される工程が完了されると、前記第1キャリアボード210を除去して、その両側にそれぞれ配置された基板を互いに分離する工程を行うことができる。
次に、図12を参照すると、実施例では、従来のETS工法とは異なり、埋め込み基板を製造する工程をさらに行うことができる。
図12を参照すると、実施例では、埋め込み基板を製造するために第2キャリアボード220を準備する。
前記第2キャリアボード220は、絶縁部材221および前記絶縁部材221の両面にそれぞれ金属層222が配置された構造を有することができる。
前記第2キャリアボード220が準備されると、前記第2キャリアボード220の金属層222上に第1メッキ層102を形成する工程を行うことができる。前記第1メッキ層102は、実施例に係る第2外層回路パターン114を形成するためのシード層であってもよい。前記第1メッキ層102は、化学銅メッキ工程によって形成され得るが、これに限定されない。
また、実施例では、第2キャリアボード220上に前記第1メッキ層102が形成されると、前記第1メッキ層102上に第2外層回路パターン114の一部を形成する工程を行うことができる。即ち、実施例では、前記第1メッキ層102上に第2外層回路パターン114のうち埋め込みパターン114aを形成する工程を行うことができる。
前記第2外層回路パターン114の埋め込みパターン114aは、次のような工程により形成され得る。前記第1メッキ層102が形成されると、前記第1メッキ層102上にマスク(図示せず)を形成する。そして、前記形成されたマスクを露光および現像工程を行い、前記第2外層回路パターン114の埋め込みパターン114aが形成される領域を露出する開口部(図示せず)を形成する。
そして、前記マスクに開口部が形成されると、前記第1メッキ層102をシード層に電解メッキを行い、前記マスクの開口部を満たす第2外層回路パターン114を形成する。
次に、図13および図14を参照すると、前記埋め込み基板上に前記第1キャリアボード210を用いて製造した基板を接合する工程を行うことができる。
具体的には、第2キャリアボード220を介して製造された埋め込み基板は、第1メッキ層102および第2外層回路パターン114の埋め込みパターン114aを含む。
そして、前記第1キャリアボード210を介して製造されて分離された基板は、第1絶縁層121、第2絶縁層122、第1外層回路パターン111、第1内層回路パターン112、および第2内層回路パターン113を含む。
そして、実施例では、前記埋め込みパターン114a上に第3絶縁層123を配置し、前記第3絶縁層上に前記第1キャリアボード210から分離した基板を配置する。このとき、前記第3絶縁層123上には、前記分離した基板における第2絶縁層122が位置するように配置する。
そして、実施例では、上記のような配置工程が完了すると、前記第2絶縁層122に前記第3絶縁層123と前記埋め込みパターン114aとを熱圧着する工程を行うことができる。
これにより、実施例では、前記第3絶縁層123の硬化が行われる前に、前記埋め込みパターン114aが前記第3絶縁層123内に埋め込まれる構造を有することができる。また、前記第3絶縁層123内に前記埋め込みパターン114aが埋め込まれた後には、硬化工程を行って前記第2絶縁層122と前記第3絶縁層123とが互いに接合されるようにすることができる。
次に、図15を参照すると、前記第2キャリアボード220を分離して、前記第2キャリアボード220の両側でそれぞれ製造された基板を相互分離する工程を行うことができる。
これにより、実施例では、下側から、メッキ層101、第1外層回路パターン111、第1絶縁層121、第1ビアV1、第1内層回路パターン112、第2絶縁層122、第2ビアV2、第2内層回路パターン113、第3絶縁層123、第3ビアV3、第2外層回路パターン114の埋め込みパターン114a、および第1メッキ層102が配置された構造の2つの基板を製造することができる。
そして、以降では、前記製造した2つの基板に対してそれぞれ以下のような工程を行い、最終的な回路基板を製造する工程を行うことができる。
先ず、前記第1メッキ層102上に第2外層回路パターン114の突出パターン114bを形成する工程を行うことができる。
次に、図16を参照すると、メッキ層101の下面上にパッド層116を形成する工程を行うことができる。
その後、図17を参照すると、前記メッキ層101および前記第1メッキ層102を除去する工程を行うことができる。このとき、前記メッキ層101および前記第1メッキ層102の除去工程で、前記突出パターン114bが形成された領域と、前記パッド層116が形成された領域における前記メッキ層101および前記第1メッキ層102は、除去されない。これにより、前記突出パターン114bは、前記第1メッキ層102と前記第2メッキ層114b1とを含む構造を有することができる。また、前記パッド層116は、前記メッキ層101および前記メッキ層101上のパッド金属層115を含む構造を有することができる。
次に、図18を参照すると、実施例では、前記第3絶縁層123上に第1保護層130を形成する工程を行うことができる。
また、実施例では、第1絶縁層121の下に第2保護層140を形成する工程を行うことができる。
前記第1保護層130および第2保護層140は、SOR(Solder Resist)、酸化物、およびAuのいずれか一つ以上を用いて、少なくとも一つ以上の層に形成され得る。好ましくは、前記第1保護層130および第2保護層140は、ソルダーレジストであってもよい。
前記第1保護層130は、前記第3絶縁層123上に配置されて、前記第2外層回路パターン114を保護することができる。
例えば、第1保護層130は、前記第2外層回路パターン114の埋め込みパターン114aの表面を保護することができる。例えば、前記第1保護層130は、前記埋め込みパターン114aの上面を覆って配置され得る。また、前記第1保護層130は、前記突出パターン114bを露出する開口部(図示せず)を含むことができる。
第2保護層140は、前記第1絶縁層121上に配置されて、第1外層回路パターン111を保護することができる。例えば、第2保護層140は、前記第1絶縁層121の下面に埋め込まれた第1外層回路パターン111の表面を覆って配置され得る。例えば、第2保護層140は、前記第1絶縁層121の下面に配置されたパッド層116を露出する開口部(図示せず)を含むことができる。
即ち、上記のように実施例における第2外層回路パターン114は、埋め込み基板を製造する追加の工程を行い、これを熱圧着して第3絶縁層123内に埋め込む工程を行う。
実施例によれば、回路基板は、絶縁層の互いに異なる最外側に配置される第1外層回路パターンと第2外層回路パターンとを含む。このとき、前記第1外層回路パターンは、ETS構造を有することにより、前記絶縁層の下部に埋め込まれた構造を有する。このとき、比較例では、前記第1外層回路パターンが外部素子の実装のための実装パッドを含んでおり、これにより前記パッドの幅だけ回路集積度が低くなるという問題を有する。これにより、実施例では、第1外層回路パターンを構成するトレースの下面上に別のパッド層を形成する。前記パッド層は、前記第1外層回路パターンのトレースの幅よりも少なくとも150%以上の幅を有することができる。
これによれは、実施例では、前記絶縁層の下部に実装パッドの配置による回路集積度の減少の問題を解決することができる。具体的には、実施例では、前記絶縁層の下部に埋め込まれた第1外層回路パターンが実装パッドを含まないようにすることで、前記実装パッドに対応する空間を確保することができ、これによる回路集積度を向上させることができる。
また、実施例では、上記のようにトレース上にソルダーを直接配置せず、別のパッド層上にソルダーを配置する。これによれば、実施例では、前記パッド層の形成により、前記ソルダーと前記トレースとの間の連結信頼性を向上させることができる。
一方、実施例における回路基板は、前記第1外層回路パターンと反対となる絶縁層の一側に第2外層回路パターンが配置される。このとき、一般的なETS構造において、前記第2外層回路パターンは、前記絶縁層の表面上に突出した構造を有する。そして、前記第2外層回路パターンが突出構造を有する場合、外部衝撃によって前記第2外層回路パターンが崩れるという問題が発生することがある。また、比較例では、前記第2外層回路パターンを突出構造に形成し、ソルダーレジストなどの別の層を用いて前記第2外層回路パターンを支持する支持層を形成することもできる。しかし、このような構造の場合、前記支持層の一部を除去する工程を行うべきであり、これにより、第2外層回路パターンの表面にレジン残渣が残存するという問題が発生する。また、前記支持層の一部を除去する工程は、化学研磨または物理研磨を経て行われるが、このとき研磨工程の不均一により第2外層回路パターンの浮き上がり現象が発生する。
これとは異なり、実施例では、第2外層回路パターンを突出パターンと埋め込みパターンにそれぞれ具現する。即ち、第2外層回路パターンが絶縁層の上面に配置される場合、前記第2外層回路パターンの一部は、前記絶縁層の上部に埋め込まれた構造を有するようにする。また、前記第2外層回路パターンの残りの一部は、前記絶縁層の上面上に突出した構造を有するようにする。このとき、前記第2外層回路パターンは、データ信号を送受信するシグナルパターンと電力伝送やノイズ除去などのためのグランドパターンとを含む。前記グランドパターンは、線幅が15μmよりも大きいため、外部衝撃に対して比較的強い特性を有する。しかし、シグナルパターンは、線幅が最低10μm以下に形成されるため、外部衝撃に対して弱い特性を有する。
したがって、実施例では、前記第2外層回路パターンを機能的に区別し、それによりシグナルパターンは、前記絶縁層の上部に埋め込まれた構造を有するようにする。また、実施例では、第2外層回路パターンのグランドパターンは、前記絶縁層の上面上に突出した構造を有するようにする。
これにより、実施例によれば、比較的線幅の小さいシグナルパターンを絶縁層の上部に埋め込まれるように配置することで、外部衝撃により前記シグナルパターンが崩れるなどの信頼性問題を解決することができる。
また、実施例によれば、シグナルパターンとグランドパターンをそれぞれ埋め込みパターンと突出パターンに具現することにより、前記シグナルパターンと前記グランドパターンとの間の相互間の干渉を最小限に抑えることができ、これによるデータ伝達信頼性を向上させることができる。
また、実施例の回路基板は、5G通信システムに適用可能であり、これにより高周波の伝送損失を最小限に抑えて、信頼性をさらに向上させることができる。具体的には、実施例における回路基板は、高周波で使用可能であり、電波損失を低減することができる。
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果などは、少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず1つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例に例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって、他の実施例に対して組合せまたは変形して実施可能である。したがって、このような組合せと変形に係る内容は、実施例の範囲に含まれると解釈されるべきである。
以上では実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎず、実施例を限定するものではなく、実施例が属する分野で通常の知識を有した者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能であることが理解できるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点は、添付された請求の範囲で設定する実施例の範囲に含まれると解釈されるべきである。
Claims (10)
- 絶縁層と、
前記絶縁層の上面に配置された第2外層回路パターンと、
前記絶縁層内に配置され、前記第2外層回路パターンと連結されるビアと、を含み、
前記第2外層回路パターンは、
前記絶縁層に埋め込まれ、第1幅を有する第1パターンと、
前記絶縁層上面上に突出し、前記第1幅よりも大きい第2幅を有し、前記ビアを介して前記第1パターンと連結される第2パターンと、を含む、回路基板。 - 前記第1パターンは、15μm以下の幅を有し、
前記第2パターンは、前記第1パターンよりも大きい幅を有するパターンである、請求項1に記載の回路基板。 - 前記第1パターンは、シグナルパターンを含み、
前記第2パターンは、グランドパターンを含む、請求項1に記載の回路基板。 - 前記第1パターンの上面は、前記第2パターンの下面と同一平面上に位置する、請求項1に記載の回路基板。
- 前記第2パターンは、
前記絶縁層の上面上に配置された第1メッキ層と、
前記第1メッキ層の上面上に配置された第2メッキ層と、を含む、請求項1に記載の回路基板。 - 前記第2パターンは、垂直方向内で前記第1パターンと重ならない、請求項1に記載の回路基板。
- 前記絶縁層の下面に配置された第1外層回路パターンを含み、
前記第1外層回路パターンは、トレースを含み、
前記トレースの下には、前記トレースと直接接触するパッド層が形成される、請求項1に記載の回路基板。 - 前記パッド層の幅は、前記トレースの幅の150%以上を有する、請求項1に記載の回路基板。
- 前記絶縁層の上面上に配置された第1保護層と、
前記絶縁層の下面下に配置された第2保護層と、を含み、
前記第1保護層は、
前記埋め込みパターンの上面を覆って配置され、
前記第2保護層は、
前記第1外層回路パターンの下面を覆って配置される、請求項7に記載の回路基板。 - 前記第1保護層は、前記突出パターンの上面を露出する第1開口部を含み、
前記第2保護層は、前記パッド層の下面を露出する第2開口部を含む、請求項9に記載の回路基板。
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