JP5993378B2 - 印刷回路基板 - Google Patents
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Description
本発明は、印刷回路基板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導電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、多種の多くの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。
このような印刷回路基板は、一般的に単層ＰＣＢ、及びＰＣＢを多層に形成したビルドアップ基板（Build-up Board）、即ち多層ＰＣＢ基板がある。
このようなビルドアップ基板（Build-up Board）及び多層ＰＣＢ基板は、一層ずつ基板を製造、品質を評価することによって、全体的な多層ＰＣＢ基板の歩留まりを高めることができ、層間配線を精密に連結することによって、高密度小型ＰＣＢの製作を可能にする。このようなビルドアップ工程は、層と層との間には配線の連結ラインが形成され、層と層との間にビアホール（via hole）を通じて連結されるようになる。このようなビアホール（via hole）を形成するためには既存の機械的なドリル作業でないレーザーを用いて非常に微細な直径を具現できるようになる。
図１は、従来の多層印刷回路基板の断面図である。
図１を参考すると、従来の多層印刷回路基板１０は、コア絶縁層１、前記コア絶縁層１の上部及び下部に形成されている内部回路パターン層３、４、前記内部回路パターン層３、４を埋め込む上下部絶縁層５、６、及び前記上下部絶縁層５、６の上に形成される外部回路パターン層７、８を含む。
コア絶縁層１及び上下部絶縁層５、６には、内部回路パターン層３、４と外部回路パターン層７、８とを電気的に連結する伝導性ビア２及び伝導性ビアホールが形成されている。
前述した従来の多層印刷回路基板１０は、コア絶縁層１を中心に偶数の回路パターン層（図示した図面では４個の層が形成される）を形成する工程が大部分であって、絶縁層を積層後、ドリルやレーザーを活用して前述した外層に該当する２個の層を電気的に連結する工程が遂行される。しかしながら、回路パターン層の数が偶数個に限定されることによって、基板の厚さが増加して、軽薄短小を指向する携帯用電子機器または半導体チップなどの基板などへの適用が困難な問題がある。
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、奇数個の回路層を含む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、コア絶縁層、前記コア絶縁層を貫通する少なくとも１つのビア、前記コア絶縁層の内部に埋め込まれている内部回路層、前記コア絶縁層の上部または下部に形成されている外部回路層を含み、前記ビアは第１パート、前記第１パートの下部の第２パート、そして前記第１及び第２パートの間に位置し、前記第１及び第２パートの金属と異なる金属で形成される第３パートを含む印刷回路基板を提示する。
一方、実施形態に従う印刷回路基板の製造方法は、第１金属層、第２金属層、及び第３金属層が積層されている金属基板を用意するステップ、前記金属基板の前記第１金属層をエッチングしてビアの第１パートを形成するステップ、前記金属基板の前記第２金属層をエッチングして前記ビアの前記第２パートの下部の連結部及び内部回路層を形成するステップ、前記金属基板の前記第３金属層をエッチングして前記ビアの前記連結部の下部の第２パートを形成するステップ、前記ビアを埋め込む絶縁層を形成するステップ、そして前記絶縁層の上部または下部に外部回路層を形成するステップを含む。
本発明によれば、内部回路層とビアとを同時に形成することによって工程を減らすことができ、奇数層の回路層を形成することによって軽薄型の印刷回路基板を提供することができる。
また、多層印刷回路基板の絶縁層の内部に埋込みビアを形成することによって放熱性を向上させることができ、埋込みビアの形成時、めっき法を使用しないので費用を減らすことができる。
また、ビアを異種の金属層を含む金属基板から形成することによって、工程中に金属基板の曲がり現象を防止することができる。
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、ある部分がある構成要素を“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のない部分は省略し、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、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、ある部分が他の部分の“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、埋込みビアと内部回路層とを同時にエッチングして形成することによって、めっき法を使用せず、多層回路基板を形成することができ、奇数個の回路層を有する印刷回路基板を提示する。
以下、図２乃至図１５を参考して本発明の実施形態に従う印刷回路基板を説明する。
図２は、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２を参考すると、本発明に従う印刷回路基板１００は、第１絶縁層１２０及び第２絶縁層１２５が形成するコア絶縁層、前記コア絶縁層の内部に形成されているビア１１５、前記コア絶縁層の内部に形成されている内部回路層１１１、そして前記第１及び第２絶縁層１２０、１２５の上に各々形成されている第１及び第２外部回路層１３１、１３５、１４５を含む。
前記第１絶縁層１２０は、前記第２絶縁層１２５の上に形成されており、間に他の絶縁層（図示せず）を媒介にして形成されることもできる。
前記第１及び第２絶縁層１２０、１２５は、熱硬化性または熱可塑性高分子基板、セラミック基板、または有−無機複合素材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。また、前記第１及び第２絶縁層１２０、１２５をなす物質はガラス繊維などの固形成分を含む樹脂材でありうる。
前記第１及び第２絶縁層１２０、１２５は、同一の物質で形成できる。
前記第１絶縁層１２０及び第２絶縁層１２５の各々の厚さは、約３０μｍ乃至８０μｍでありうる。
前記第１絶縁層１２０及び第２絶縁層１２５の積層構造であるコア絶縁層の厚さは、約６０μｍ乃至１６０μｍ、好ましくは約６０μｍ乃至１４０μｍでありうる。前記コア絶縁層にビア１１５及び内部回路層１１１が形成されている。
前記ビア１１５は、前記第１絶縁層１２０から前記第２絶縁層１２５まで貫通する伝導性ビア１１５であって、前記第１絶縁層１２０と第２絶縁層１２５との境界領域で最も大きい第１幅（ｄ１）を有し、各絶縁層１２０、１２５の上面へ行くほど幅が狭くなって各絶縁層１２０、１２５の露出面となす断面の第２幅（ｄ２）が最も小さい幅を有することによって、ビア１１５の断面が六角形を表すことができる。
前記ビア１１５の第１幅（ｄ１）及び第２幅（ｄ２）は、約２０μｍ乃至１００μｍを満たすことができる。
前記ビア１１５は、伝導性ビア１１５であって、銅を含む合金で形成できる。
前記ビア１１５は、前記第１絶縁層に埋め込まれており、銅を含む合金で形成される第１パート１１５ａ、前記第１パート１１５ａの下部に形成され、前記第２絶縁層１２５に埋め込まれており、前記第１パート１１５ａと同一の金属で形成される第２パート１１５ｂ、そして前記第１パート１１５ａと前記第２パート１１５ｂとの間に形成され、前記第１及び第２パート１１５ａ、１１５ｂと互いに異なる金属で形成される第３パート１１５ｃを含む。
前記第３パート１１５ｃは、前記ビア１１５の中央領域に形成され、第３パート１１５ｃの下面が前記ビア１１５の最も大きい幅である第１幅（ｄ１）を有し、ニッケル、鉄、コバルト、モリブデン、またはクロムを含む合金で形成されることができ、前記第１及び第２パート１１５ａ、１１５ｂとエッチング選択性を有する。
この際、前記第１パート１１５ａ及び第２パート１１５ｂの厚さは、２０乃至７０μｍであり、第３パート１１５ｃの厚さは、５乃至７０μｍを満たす。
内部回路層１１１は、前記第２絶縁層１２５の上に形成されており、回路パターンの厚さは約５乃至３０μｍであることがあり、約５０μｍ以下の幅、好ましくは、３０μｍ以下の幅を有するように微細パターンで具現される。
前記内部回路層１１１は、断面が四角形の形状を有することができる。
この際、前記内部回路層１１１は、前記ビア１１５の第３パート１１５ｃと同一の物質で形成される。
前記第１及び第２絶縁層１２５の上面には、前記ビア１１５と連結されているビアパッド１３５、１４５及び回路パターン１３１を含む外部回路層１３１、１３５、１４５が各々形成されている。
前記外部回路層１３１、１３５、１４５は、前記コア絶縁層の上部に形成されている第１外部回路層１３１、１３５及びコア絶縁層の下部に形成されている第２外部回路層１４５として定義する。
前記外部回路層１３１、１３５、１４５は、ライン／スペースが３０μｍ／３０μｍを有することができるように微細パターンを形成し、このために６乃至３０μｍの厚さを有する銅箔層を積層後、エッチングして形成することができる。
以上、コア絶縁層の上下に各々１層の外部回路層１３１、１３５、１４５が形成されたものを開示したが、これに限定されず、前記外部回路層１３１、１３５、１４５を埋め込む上部絶縁層を第１及び第２絶縁層１２０、１２５の上に各々形成し、前記上部絶縁層の上に回路層を各々形成することによって、多層回路基板の形成が可能である。
このように、本発明の印刷回路基板１００は、コア絶縁層の内部に埋め込まれている内部回路層１１１が形成されることによって、２ｎ＋１（ｎは正の整数）の数を有する回路層を形成することができ、絶縁層がコア絶縁層を基準に同一の数を有するように形成されることによって、印刷回路基板が片方に曲がらない。
したがって、絶縁層の数を増やすことなく奇数個の回路層を形成することができ、コア絶縁層の内に伝導性物質で形成されているビア１１５を形成することによって、放熱性が確保される。
以下、図３乃至図１５を参考して、図２の印刷回路基板の製造方法を説明する。
工程が始まれば、図３のように伝導性の金属基板１１０を用意する。
前記金属基板１１０は、銅を含む合金で形成されることができ、銅素材は圧延箔、電解箔を全て使用することができ、金属基板１１０の厚さは要求される製品の仕様によって多様に使用できる。この際、金属基板１１０は、第１金属層１１０ａ、第２金属層１１０ｂ、及び第３金属層１１０ｃの積層構造を有する。
前記第１金属層及び第３金属層１１０ａ、１１０ｃは同一または類似の厚さを有し、同一の物質で形成できる。
第１及び第３金属層１１０ａ、１１０ｃは、銅を含む合金層で形成されることができ、第１及び第３金属層１１０ａ、１１０ｃの間に形成されている第２金属層１１０ｂは、第１及び第３金属層１１０ａ、１１０ｃとエッチング選択性がある互いに異なる金属で形成される。
第２金属層１１０ｂは、ニッケル、鉄、コバルト、モリブデン、またはクロムを含む合金で形成されることができ、前記第１金属層及び第３金属層１１０ａ、１１０ｃの厚さは２０乃至７０μｍであり、第２金属層１１０ｂの厚さは５乃至７０μｍを満たす。
本発明において、金属基板１１０の総厚は、８０μｍから１７０μｍが好ましい。銅素材の基板１１０は、酸洗及び水洗などを含む表面洗浄作業を進行して表面を処理する。
次に、図４のように、前記金属基板１１０の上面の上に感光性フィルム１１６を付着する。
前記感光性フィルム１１６は、前記金属基板１１０をエッチングするためのエッチングパターンを形成するためのものであって、感光性フィルム１１６の厚さは１５μｍから３０μｍまで多様であり、ＵＶ露光タイプとＬＤＩ露光タイプ全て使用可能である。
次に、図５のように、前記感光性フィルム１１６を露光し現像して感光パターン（図示せず）を形成し、これをマスクにして前記金属基板１１０をエッチングしてビア１１５の第１パート１１５ａを形成する。
金属基板１１０の一部が塩化銅または塩化鉄などの湿式エッチング液により湿式エッチングされて、ビア１１５の第１パート１１５ａが形成され、第１金属層１１０ａと第２金属層１１０ｂの互いに異なるエッチング選択性により、第１パート１１５ａは第１金属層１１０ａのみエッチングされて形成される。
図５のように、ビア１１５の第１パート１１５ａをエッチング後、感光パターンをＮａＯＨ希釈液を使用して剥離する。
次に、図６のように、前記第１パート１１５ａ及び露出している第２金属層１１０ｂの全面に感光性フィルム１１７を形成する。
前記第２金属層１１０ｂで内部回路層１１１を形成するために、前記第２金属層１１０ｂの上の感光性フィルム１１７の一部を露光し現像して図７の感光パターン１１８を形成し、前記感光パターン１１８をマスクにして第２金属層１１０ｂを選択的にエッチングして内部回路層１１１及びビア１１５の第３パート１１５ｃを形成する。
この際、前記第１金属層１１０ａ及び第２金属層１１０ｂのエッチング選択性により前記ビア１１５の第１パート１１５ａが第３パート１１５ｃのエッチングマスクとして機能する。
前記第２金属層１１０ｂの下部の第３金属層１１０ｃが露出すれば、エッチングが停止して内部回路層１１１が形成され、形成された内部回路層１１１は四角形の断面を有する。
次に、図８のように、前記ビア１１５の第１、第３パート１１５ａ及び内部回路層１１１を埋め込むように第１絶縁層１２０を形成する。
前記第１絶縁層１２０は、ガラス繊維などの固形成分が形成されたり形成されていない熱硬化性または熱可塑性樹脂を用いて形成し、前記第１絶縁層１２０の厚さは約３０μｍ乃至８０μｍでありうる。
次に、前記第１絶縁層１２０の上に銅箔層１３０を形成する。
前記銅箔層１３０は、第１外部回路層１３１、１３５の母体となる金属層であって、ライン／スペースが３０μｍ／３０μｍを有することができるように６乃至３０μｍの厚さを有する。好ましくは、前記銅箔層１３０は、ライン／スペースが１５／１５μｍ以下に形成できるように６μｍ〜２０μｍの厚さを有する。
この際、前記第１絶縁層１２０と前記銅箔層１３０は、ＣＣＬ（COPPER CLADED LAMINATE）を用いて形成することができる。
次に、図９のように、前記銅箔層１３０及び前記金属基板１１０の下面に感光性フィルム１３６を形成する。
前記金属基板１１０の下部に形成される感光性フィルム１３６は、ビア１１５の第２パート１１５ｂ及び内部回路層１１１形成するための感光パターンを形成する母体となり、前記銅箔層１３０の上の感光性フィルム１３６は、金属基板１１０の下部の感光パターン形成及び金属基板１１０のエッチング工程で銅箔層１３０を保護するための保護フィルムとして機能する。
したがって、前記銅箔層１３０の上の感光性フィルム１３６は、保護フィルムまたは保護有機層などに取替え可能であり、省略することができる。
次に、図１０のように、前記金属基板１１０の下部の感光性フィルム１３６を現像して感光パターンを形成し、前記感光パターンをマスクにして前記金属基板１１０をエッチングして前記ビア１１５の第１パート１１５ａの下部に第２パート１１５ｂを形成する。
このように、前記ビア１１５は、上部及び下部が第１パート１１５ａ乃至第３パート１１５ｂに分割されてエッチング形成されて、その形状が中央部分の最も大きい第１幅（ｄ１）を有し、外部に近づくほど幅が狭くなる六角形の断面を有する。
前記ビア１１５の第２パート１１５ｂが形成されれば、前記感光パターンを剥離し、図１１のように、前記ビア１１５の第１パート１１５ａが埋め込まれるように第２絶縁層１２５を積層し、第２絶縁層１２５の上に銅箔層１４０を積層する。
前記第２絶縁層１２５及び銅箔層１４０の厚さ及び材質は、前述した第１絶縁層１２０及び前記第１絶縁層１２０の上の銅箔層１３０と同一でありうる。
次に、図１２のように、上下部の銅箔層１３０、１４０の上に感光性フィルム１４６を付着する。
この際、使われる感光性フィルム１４６の厚さは、１５μｍから３０μｍまで多様に使用することができ、ＵＶ露光タイプとＬＤＩ露光タイプ全て使用可能である。
前記感光性フィルム１４６を露光し現像して前記銅箔層１３０、１４０の上に図１３の感光パターン１４８を形成し、前記感光パターン１４８をマスクにして両側の銅箔層１３０、１４０をエッチングすることによって、図１４のパッド１３５、１４５及び回路パターン１３１を形成する。
この際、形成されるパッド１３５、１４５及び回路パターン１３１は、前記第１絶縁層１２０の上に形成されて前記ビア１１５の第１パート１１５ａと連結されている上部パッド１３５、及び上部パッド１３５と同一の銅箔層１３０で形成される上部回路パターン１３１を含む第１外部回路層１３１、１３５及び前記ビア１１５の第２パート１１５ｂと連結されている下部パッド１４５、及び前記下部パッド１４５と同一の銅箔層１４０で形成される下部回路パターン（図示せず）を含む第２外部回路層１４５を含む。
最後に、図１５のように、外部回路層１３１、１３５、１４５の回路パターン１３１を埋め込み、前記パッド１３５、１４５が露出するようにカバーレイ１５０を形成することによって、工程が完了する。
このように、絶縁基板をドリリングしてビアホールを形成し、前記ビアホールをめっき埋め込みしてビアを形成することとは異なり、金属基板１１０をエッチングしてビア１１５を形成し、前記ビア１１５を埋め込む絶縁層１２０、１２５を形成することによって、製造費用が低減され、前記ビア１１５と同一の金属基板で内部回路層１１１を形成することによって、製造ステップが減る。
以上、外部回路層１３１、１３５、１４５を銅箔層をエッチングして形成するものと記載したが、これとは異なり、フォトレジストの間にめっき処理して形成することができる。
以下、図１６を参考して、本発明の第２実施形態に従う印刷回路基板を説明する。
図１６を参照すると、本発明に従う印刷回路基板２００は、第１絶縁層１２０及び第２絶縁層１２５が形成するコア絶縁層、前記コア絶縁層の内部に形成されているビア１１５、前記コア絶縁層の内部に形成されている内部回路層１１２、そして前記第１及び第２絶縁層１２０、１２５の上に各々形成されている第１及び第２外部回路層１３１、１３５、１４５を含む。
前記第１絶縁層１２０は、前記第２絶縁層１２５の上に形成されており、間に他の絶縁層を媒介にして形成されることもできる。
前記第１及び第２絶縁層１２０、１２５をなす物質は、ガラス繊維などの固形成分を含む樹脂材であることがあり、前記第１及び第２絶縁層１２０、１２５は同一の物質で形成できる。
前記第１絶縁層１２０及び第２絶縁層１２５の積層構造はコア絶縁層を形成し、コア絶縁層の厚さは約６０μｍ乃至１４０μｍでありうる。前記コア絶縁層にビア１１５及び内部回路層１１２が形成されている。
前記ビア１１５は、前記第１絶縁層１２０から前記第２絶縁層１２５まで貫通する伝導性ビア１１５であって、前記第１絶縁層１２０と第２絶縁層１２５との境界領域で最も大きい幅を有し、各絶縁層の上面へ行くほど幅が狭くなって断面が六角形を表すことができる。
前記ビア１１５の第１幅（ｄ１）及び第２幅（ｄ２）は、約２０μｍ乃至１００μｍを満たすことができる。
前記ビア１１５は、伝導性ビア１１５であって、銅を含む合金で形成できる。
前記ビア１１５は、前記第１絶縁層１２０に埋め込まれており、銅を含む合金で形成される第１パート１１５ａ、前記第１パート１１５ａの下部に形成され、前記第２絶縁層１２５に埋め込まれており、前記第１パート１１５ａと同一な金属で形成される第２パート１１５ｂ、そして前記第１パート１１５ａと前記第２パート１１５ｎとの間に形成され、前記第１及び第２パート１１５ａ、１１５ｂと互いに異なる金属で形成される第３パート１１５ｃを含む。
前記第３パート１１５ｃは、前記ビア１１５の中央領域に形成され、第３パート１１５ｃの下面が前記ビア１１５の最も大きい幅である第１幅（ｄ１）を有し、ニッケル、鉄、コバルト、モリブデン、またはクロムを含む合金で形成されることができ、前記第１及び第２パート１１５ａ、１１５ｂとエッチング選択性を有する。
この際、前記第１パート１１５ａ及び第２パート１１５ｂの厚さは、２０乃至７０μｍであり、第３パート１１５ｃの厚さは、５乃至７０μｍを満たす。
前記内部回路層１１２は、断面が多角形の形状を有することができ、四角形または六角形でありうる。前記内部回路層１１２は約６０μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下の微細パターンで形成できる。
この際、前記内部回路層１１２は、前記ビア１１５の第３パート１１５ｃと同一の物質で形成される。
前記第１及び第２絶縁層１２５の上面には、前記ビア１１５と連結されているビアパッド１３５、１４５及び回路パターン１３１を含む外部回路層１３１、１３５、１４５が各々形成されている。
前記外部回路層１３１、１３５、１４５は、第１及び第２絶縁層１２５の表面に形成され、内部回路層１１２は、前記第２絶縁層１２５の上に形成されている。
前記外部回路層１３１、１３５、１４５は銅箔層を積層後、エッチングして形成することができる。
図１６の印刷回路基板２００において、前記内部回路層１１２の回路パターンは断面が四角形を有し、前記ビア１１５のように前記第１及び第２絶縁層１２０、１２５の境界を軸にして対称的に形成される四角形であることがあり、前記第１絶縁層１２０に埋め込まれている領域はビア１１５の第３パート１１５ｃと同一の物質で形成され、前記第２絶縁層１２５に埋め込まれている領域はビア１１５の第３パート１１５ｃと同一の物質で形成される。
内部回路層１１２が図１６のように形成される場合にも、図３乃至図１５の製造方法を用いて形成されることができ、図９及び図１０の工程でビア１１５の第２パート１１５ｂの形成時、内部回路層１１２の第２絶縁層１２５に埋め込まれる領域を共に形成することができる。
このように、本発明の印刷回路基板２００は、コア絶縁層の内部に埋め込まれている内部回路層１１２が形成されることによって、２ｎ＋１（ｎは正の整数）の数を有する回路層を形成することができ、絶縁層がコア絶縁層を基準に同一の数を有して形成されて、印刷回路基板の曲がり現象が防止される。
したがって、絶縁層の数を増やすことなく奇数個の回路層を形成することができ、コア絶縁層の内に伝導性物質で形成されているビア１１５を形成することによって放熱性が確保される。
また、金属基板を中間層が互いに異なる金属で形成することによって、工程中で曲がり現象が防止される。
以下、図１７乃至図３０を参照して、本発明の実施形態に従う印刷回路基板を説明する。
図１７は、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１７を参照すると、本発明に従う印刷回路基板３００は、第１絶縁層３２０及び第２絶縁層３２５が形成するコア絶縁層、前記コア絶縁層の内部に形成されているビア３１５、前記コア絶縁層の内部に形成されている内部回路層３１１、そして前記第１及び第２絶縁層３２０、３２５の上に各々形成されている第１及び第２外部回路層３３１、３３５、３４５を含む。
前記第１絶縁層３２０は、前記第２絶縁層３２５の上に形成されており、間に他の絶縁層（図示せず）を媒介にして形成されることもできる。
前記第１及び第２絶縁層３２０、３２５は、熱硬化性または熱可塑性高分子基板、セラミック基板、または有−無機複合素材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。また、前記第１及び第２絶縁層３２０、３２５をなす物質は、ガラス繊維などの固形成分を含む樹脂材でありうる。
前記第１及び第２絶縁層３２０、３２５は、同一の物質で形成できる。
前記第１絶縁層３２０及び第２絶縁層３２５の各々の厚さは、約３０μｍ乃至８０μｍでありうる。
前記第１絶縁層３２０及び第２絶縁層３２５の積層構造であるコア絶縁層の厚さは、約６０μｍ乃至１６０μｍ、好ましくは約６０μｍ乃至１４０μｍでありうる。前記コア絶縁層にビア３１５及び内部回路層３１１が形成されている。
前記ビア３１５は、前記第１絶縁層３２０から前記第２絶縁層３２５まで貫通する伝導性ビア３１５であって、前記第１絶縁層３２０と第２絶縁層３２５との境界領域で最も大きい第１幅（ｄ１）を有し、各絶縁層３２０、３２５の上面へ行くほど幅が狭くなって各絶縁層３２０、３２５の露出面となす断面の第２幅（ｄ２）が最も小さい幅を有することによって、ビア３１５の断面が六角形を表すことができる。
前記ビア３１５の第１幅（ｄ１）及び第２幅（ｄ２）は、約２０μｍ乃至３００μｍを満たすことができる。
前記ビア３１５は、伝導性ビア３１５であって、銅を含む合金で形成できる。
前記ビア３１５は、前記第１絶縁層に埋め込まれており、銅を含む合金で形成される第１パート３１５ａ、前記第１パート３１５ａの下部に形成され、前記第２絶縁層３２５に埋め込まれており、前記第１パート３１５ａと同一の金属で形成される第２パート３１５ｂ、そして前記第１パート３１５ａと前記第２パート３１５ｂとの間に形成され、前記第１及び第２パート３１５ａ、３１５ｂと互いに異なる金属で形成される第３パート３１５ｃを含む。
前記第３パート３１５ｃは、前記ビア３１５の中央領域に形成され、第３パート３１５ｃの下面が前記ビア３１５の最も大きい幅である第１幅（ｄ１）を有し、ニッケル、鉄、コバルト、モリブデン、またはクロムを含む合金で形成されることができ、前記第１及び第２パート３１５ａ、３１５ｂとエッチング選択性を有する。
この際、前記第１パート３１５ａ及び第２パート３１５ｂの厚さは、２０乃至７０μｍであり、第３パート３１５ｃの厚さは５乃至７０μｍを満たす。
内部回路層３１１は、前記第２絶縁層３２５の上に形成されており、回路パターンの厚さは約６乃至３０μｍであることがあり、約５０μｍ以下の幅、好ましくは３０μｍ以下の幅を有するように微細パターンで具現される。
前記内部回路層３１１は、断面が四角形の形状を有することができる。
この際、前記内部回路層３１１は、前記ビア３１５の第３パート３１５ｃと同一の物質で形成される。
前記第１及び第２絶縁層３２５の上面には、前記ビア３１５と連結されているビアパッド３３５、３４５、及び回路パターン３３１を形成するためのパターン溝３２１、３２６が形成されている。
前記パターン溝３２１、３２６を埋め込み、外部回路層３３１、３３５、３４５が各々形成されている。
前記外部回路層３３１、３３５、３４５は、前記コア絶縁層の上部である第１絶縁層３２０の上部に形成されているパターン溝３２１、３２６を埋め込む第１外部回路層３３１、３３５、及びコア絶縁層の下部である第２絶縁層３２５の下部に形成されているパターン溝３２１、３２６を埋め込む第２外部回路層３４５として定義する。
前記外部回路層３３１、３３５、３４５は、図２のように単一層に形成できるが、これとは異なり、下部のシード層及び上部のめっき層で形成できる。シード層は前記パターン溝３２１、３２６の側面及び下面に沿って薄く形成され、無電解めっき、スパッタリングなどの方式により形成することができる。
また、シード層は、銅、ニッケル、パラジウム、クロムなどを含む合金で形成することができる。
前記シード層の上に電解めっきされて、銅、銀、金、ニッケル、パラジウムのうち、少なくとも１つを含む合金で形成されためっき層がパターン溝３２１、３２６を埋め込みながら形成される。
この際、前記第１及び第２絶縁層３２０、３２５に形成されているパターン溝３２１、３２６は、製造方法によって溝の断面の形状が四角形であることがあり、曲線型、好ましくはＵ字型であることがある。
以上、コア絶縁層の上下部に埋め込まれている各々の外部回路層３３１、３３５、３４５が形成されたものを開示したが、これに限定されず、前記外部回路層３３１、３３５、３４５を覆う上部絶縁層を第１及び第２絶縁層３２０、３２５の上に各々形成し、前記上部絶縁層に回路層を各々形成することによって、多層回路基板の形成が可能である。
このように、本発明の印刷回路基板３００はコア絶縁層の内部に埋め込まれている内部回路層３１１が形成されることによって、２ｎ＋１（ｎは正の整数）の数を有する回路層を形成することができ、絶縁層がコア絶縁層を基準に同一な数を有するように形成されることによって、印刷回路基板が片方に曲がらない。
したがって、絶縁層の数を増やさないながらも奇数個の回路層を形成することができ、コア絶縁層の内に伝導性物質で形成されているビア３１５を形成することによって、放熱性が確保される。
また、外部回路層の絶縁層に溝を形成し、めっきして形成することによって、微細回路パターンが具現できる。
以下、図１８乃至図３０を参照して、図１７の印刷回路基板の製造方法を説明する。
工程が始まれば、図１８のように伝導性の金属基板３１０を用意する。
前記金属基板３１０は、銅を含む合金で形成されることができ、銅素材は圧延箔、電解箔を全て使用することができ、金属基板３１０の厚さは要求される製品の仕様によって多様に使用できる。この際、金属基板３１０は、第金属層３１０ａ、第２金属層３１０ｂ、及び第３金属層３１０ｃの積層構造を有する。
前記第１金属層及び第３金属層３１０ａ、３１０ｃは、同一または類似の厚さを有し、同一の物質で形成できる。
第１及び第３金属層３１０ａ、３１０ｃは、銅を含む合金層で形成されることができ、第１及び第３金属層３１０ａ、３１０ｃの間に形成されている第２金属層３１０ｂは、第１及び第３金属層３１０ａ、３１０ｃとエッチング選択性がある互いに異なる金属で形成される。
第２金属層３１０ｂは、ニッケル、鉄、コバルト、モリブデン、またはクロムを含む合金で形成されることができ、前記第１金属層及び第２金属層３１０ａ、３１０ｃの厚さは２０乃至７０μｍであり、第２金属層３１０ｂの厚さは５乃至７０μｍを満たす。
本発明において、金属基板３１０の総厚は８０μｍから１７０μｍが好ましい。銅素材の基板３１０は、酸洗及び水洗などを含む表面洗浄作業を進行して表面を処理する。
次に、図１９のように、前記金属基板３１０の上面の上に感光性フィルム３１６を付着する。
前記感光性フィルム３１６は、前記金属基板３１０をエッチングするためのエッチングパターンを形成するためのものであって、感光性フィルム３１６の厚さは１５μｍから３０μｍまで多様であり、ＵＶ露光タイプとＬＤＩ露光タイプ全て使用可能である。
次に、図２０のように、前記感光性フィルム３１６を露光し現像して感光パターン（図示せず）を形成し、これをマスクにして前記金属基板３１０をエッチングしてビア３１５の第１パート３１５ａを形成する。
金属基板３１０の一部が塩化銅または塩化鉄などの湿式エッチング液により湿式エッチングされて、ビア３１５の第１パート３１５ａが形成され、第１金属層３１０ａと第２金属層３１０ｂの互いに異なるエッチング選択性によって、第１パート３１５ａは第１金属層３１０ａのみエッチングされて形成される。
ビア３１５の第１パート３１５ａ及び内部回路層３１１をエッチング後、感光パターンをＮａＯＨ希釈液を使用して剥離する。
次に、図２１のように、前記第１パート３１５ａ及び露出している第２金属層３１０ｂの全面に感光性フィルム３１７を形成する。
前記第２金属層３１０ｂで内部回路層３１１を形成するために、前記第２金属層３１０ｂの上の感光性フィルム３１７の一部を露光し現像して図２２の感光パターン３１８を形成し、前記感光パターン３１８をマスクにして第２金属層３１０ｂを選択的にエッチングして内部回路層３１１及びビア３１５の第３パート３１５ｃを形成する。
この際、前記第１金属層３１０ａ及び第２金属層３１０ｂのエッチング選択性により、前記ビア３１５の第１パート３１５ａが第３パート３１５ｃのエッチングマスクとして機能する。
前記第２金属層３１０ｂの下部の第３金属層３１０ｃが露出すれば、エッチングが停止して内部回路層３１１が形成され、形成された内部回路層３１１は四角形の断面を有する。
次に、図２３のように、前記ビア３１５の第１、第３パート３１５ａ、及び内部回路層３１１を埋め込むように第１絶縁層３２０を形成する。
前記第１絶縁層３２０は、ガラス繊維などの固形成分が形成されたり形成されていない熱硬化性または熱可塑性樹脂を用いて形成し、前記第１絶縁層３２０の厚さは約３０μｍ乃至８０μｍでありうる。
次に、図２４のように、前記第１絶縁層３２０及び前記金属基板３１０の下面に感光性フィルム３３６を形成する。
前記金属基板３１０の下部に形成される感光性フィルム３３６は、ビア３１５の第２パート３１５ｂ及び内部回路層３１１を形成するための感光パターンを形成する母体となり、前記第１絶縁層３２０の上の感光性フィルム３３６は、金属基板３１０の下部の感光パターン形成及び金属基板３１０のエッチング工程で上部層を保護するための保護フィルムとして機能する。
したがって、前記第１絶縁層３２０の上の感光性フィルム３３６は、省略することができる。
次に、図２５のように、前記金属基板３１０の下部の感光性フィルム３３６を現像して感光パターンを形成し、前記感光パターンをマスクにして前記金属基板３１０をエッチングして前記ビア３１５の第１パート３１５ａの下部に第２パート３１５ｂを形成する。
このように、前記ビア３１５は、上部及び下部が第１パート３１５ａ乃至第３パート３１５ｂに分割されてエッチング形成されて、その形状が中央部分の最も大きい第１幅（ｄ１）を有し、外部に近づくほど幅が狭くなる六角形の断面を有する。
前記ビア３１５の第２パート３１５ｂが形成されれば、前記感光パターンを剥離し、図２６のように、前記ビア３１５の第２パート３１５ｂが埋め込まれるように第２絶縁層３２５を積層する。
次に、図２７のように、上下部の第１及び第２絶縁層の表面にパターン溝３２１、３２６を形成する。
前記パターン溝３２１、３２６は、前記ビアを露出するビアパッド溝及び回路パターンを埋め込むための回路パターン溝３２１、３２６を含む。
前記第１及び第２絶縁層にパターン溝３２１、３２６を形成するために、パターンマスクを使用するエキシマーレーザー（Eximer Laser）と、マスク無しで使用することができるＵＶ−ＹＡＧレーザーを使用することができる。
エキシマーレーザーを用いる場合、ソースとしてＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）のうち、いずれか１つを使用することができ、第１及び第２絶縁層にパターン溝３２１、３２６を形成すれば、パターン溝３２１、３２６の断面が回路のライン／スペース及び振動深さによってＶ字形状または逆四角形の形状を有する。
一方、ＵＶ−ＹＡＧレーザーを使用する場合、パターン溝３２１、３２６の断面が曲線型を有し、好ましくはＵ字型に形成できる。
次に、図２８のように、前記パターン溝３２１、３２６を埋め込むめっき層３３０、３４０を形成する。
より詳しくは、無電解めっきを遂行して、前記第１及び第２絶縁層３２０、３２５の表面の全体にシード層を形成する。前記シード層を形成する前に、脱脂（cleanet）過程、ソフト腐食（soft etching）過程、予備触媒処理（precatalyst）過程、触媒処理過程、活性化（accelerator）過程などの前処理を遂行した後、銅などを無電解めっきして形成することができる。
一方、無電解めっきを遂行せず、プラズマなどにより生じる気体のイオン粒子（例：Ａｒ＋）を銅ターゲット（copper target）に衝突させることによって、絶縁層３２０、３２５の上に銅金属層を形成するスパッタリング（sputtering）方式を用いることもできる。
また、シード層に銅でない他の金属、例えば、ニッケル−パラジウム合金（Ｎｉ−Ｐｄ）またはニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）を無電解めっき方式またはスパッタリング方式により形成することができる。
前記シード層の上に電解めっきしてパターン溝３２１、３２６を埋め込み、第１及び第２絶縁層３２０、３２５の全面に伝導性めっき層３３０、３４０を形成する。
前記めっき層３３０、３４０は、銅、銀、金、ニッケル、またはパラジウムを含む合金で形成することができ、好ましくは銅を含む合金をめっきする。
電解めっき層３３０、３４０を形成する方法は、基板を銅めっき作業桶に浸した後、直流またはパルス（Pulse）整流器を用いて電解銅めっきを遂行する。このような電解めっきは、めっきされる面積を計算して直流またはパルス（Pulse）整流器に適当な電流を印加して金属を析出する方式を使用することが好ましい。
このように、図２８のめっき層３３０、３４０を無電解めっき及び電解めっきを遂行することによって得ることができるが、これとは異なり、伝導性金属を無電解めっきして前記パターン溝３２１、３２６を充填することもできる。
次に、図２９のように、不要なめっき層３３０、３４０を除去するために、第１及び第２絶縁層３２０、３２５の表面が露出するまでめっき層３３０、３４０とシード層を全て除去する。
したがって、前記パターン溝３２１、３２６の内部のみに形成される埋込み外部回路層３３１、３３５、３４５が形成され、前記めっき層３３０、３４０はフラッシュエッチングにより除去することができ、除去しなければならないめっき層３３０、３４０の厚さが大きい場合、必要によってフラッシュエッチングの前にハーフエッチング（Half etching）工程を追加することができる。
最後に、図３０のように、外部回路層３３１、３３５、３４５の回路パターン３３１を埋め込み、前記パッド３３５、３４５が露出するようにカバーレイ３５０を形成することによって、工程が完了する。
このように、絶縁基板をドリリングしてビアホールを形成し、前記ビアホールをめっき埋め込んでビアを形成することとは異なり、金属基板３１０をエッチングしてビア３１５を形成し、前記ビア３１５を埋め込む絶縁層３２０、３２５を形成することによって、製造費用が低減され、前記ビア３１５と同一な金属基板で内部回路層３１１を形成することによって、製造ステップが減る。
以下、図３１を参考して、本発明の第４実施形態に従う印刷回路基板を説明する。
図３１を参考すると、本発明に従う印刷回路基板４００は、第１絶縁層４２０及び第２絶縁層４２５が形成するコア絶縁層、前記コア絶縁層の内部に形成されているビア４１５、前記コア絶縁層の内部に形成されている内部回路層４１２、そして前記第１及び第２絶縁層４２０、４２５の内に各々形成されている第１及び第２外部回路層４３１、４３５、４４５を含む。
前記第１絶縁層４２０は、前記第２絶縁層４２５の上に形成されており、間に他の絶縁層を媒介にして形成されることもできる。
前記第１及び第２絶縁層４２０、４２５をなす物質は、ガラス繊維などの固形成分を含む樹脂材であることがあり、前記第１及び第２絶縁層４２０、４２５は同一の物質で形成できる。
前記第１絶縁層４２０及び第２絶縁層４２５の積層構造はコア絶縁層を形成し、コア絶縁層の厚さは約６０μｍ乃至１４０μｍでありうる。前記コア絶縁層にビア４１５及び内部回路層４１２が形成されている。
前記ビア４１５は、前記第１絶縁層４２０から前記第２絶縁層４２５まで貫通する伝導性ビア４１５であって、前記第１絶縁層４２０と第２絶縁層４２５との境界領域で最も大きい幅を有し、各絶縁層の上面へ行くほど幅が狭くなって断面が六角形を表すことができる。
前記ビア４１５の第１幅（ｄ１）及び第２幅（ｄ２）は、約２０μｍ乃至１００μｍを満たすことができる。
前記ビア４１５は、伝導性ビア４１５であって、銅を含む合金で形成できる。
前記ビア４１５は、前記第１絶縁層４２０に埋め込まれており、銅を含む合金で形成される第１パート４１５ａ、前記第１パート４１５ａの下部に形成され、前記第２絶縁層４２５に埋め込まれており、前記第１パート４１５ａと同一の金属で形成される第２パート４１５ｂ、そして前記第１パート４１５ａと前記第２パート４１５ｂとの間に形成され、前記第１及び第２パート４１５ａ、４１５ｂと互いに異なる金属で形成される第３パート４１５ｃを含む。
前記第３パート４１５ｃは、前記ビア４１５の中央領域に形成され、第３パート４１５ｃの下面が前記ビア４１５の最も大きい幅である第１幅（ｄ１）を有し、ニッケル、鉄、コバルト、モリブデン、またはクロムを含む合金で形成されることができ、前記第１及び第２パート４１５ａ、４１５ｂとエッチング選択性を有する。
この際、前記第１パート４１５ａ及び第２パート４１５ｂの厚さは、２０乃至７０μｍであり、第３パート４１５ｃの厚さは５乃至７０μｍを満たす。
前記内部回路層４１２は、断面が四角形の形状を有することができ、幅が約６０μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下の微細パターンで形成できる。
この際、前記内部回路層４１２は、前記ビア４１５の第３パート４１５ｃと同一の物質で形成される。
前記第１及び第２絶縁層４２０、４２５の上面には、前記ビア４１５と連結されているビアパッド４３５、４４５及び回路パターン４３１を形成するためのパターン溝４２１、４２６が形成されている。
前記パターン溝４２１、４２６を埋め込みながら、外部回路層４３１、４３５、４４５が各々形成されている。
前記外部回路層４３１、４３５、４４５は、前記コア絶縁層の上部である第１絶縁層４２０の上部に形成されているパターン溝４２１、４２６を埋め込む第１外部回路層４３１、４３５、及びコア絶縁層の下部である第２絶縁層４２５の下部に形成されているパターン溝４２１、４２６を埋め込む第２外部回路層４４５として定義する。
前記外部回路層４３１、４３５、４４５は、図２のように単一層に形成できるが、これとは異なり、下部のシード層及び上部のめっき層で形成できる。シード層は、前記パターン溝４２１、４２６の側面及び下面に沿って薄く形成され、無電解めっき、スパッタリングなどの方式により形成することができる。
また、シード層は、銅、ニッケル、パラジウム、クロムなどを含む合金で形成することができる。
前記シード層の上に電解めっきされて、銅、銀、金、ニッケル、パラジウムのうち、少なくとも１つを含む合金で形成されためっき層がパターン溝４２１、４２６を埋め込みながら形成される。
この際、前記第１及び第２絶縁層４２０、４２５に形成されているパターン溝４２１、４２６は、製造方法によって溝の断面の形状が四角形であることがあり、曲線型、好ましくはＵ字型であることがある。
図３１の印刷回路基板４００において、前記内部回路層４１２の回路パターンは断面が多角形を有し、前記ビア４１５のように前記第１及び第２絶縁層４２０、４２５の境界を軸にして対称的に形成される多角形、好ましくは、四角形または六角形でありうる。即ち、内部回路層４１２の一部は第１絶縁層４２０に埋め込まれ、残りは第２絶縁層４２５に埋め込まれる形状を有する。
内部回路層４１２が図３１のように形成される場合にも、図１８乃至図３０の製造方法を用いて形成できる。
このように、本発明の印刷回路基板４００は、コア絶縁層の内部に埋め込まれている内部回路層４１２が形成されることによって、２ｎ＋１（ｎは正の整数）の数を有する回路層を形成することができ、絶縁層がコア絶縁層を基準に同一の数を有して形成されることによって、印刷回路基板が片方に曲がらない。
したがって、絶縁層の数を増やすことなく奇数個の回路層を形成することができ、コア絶縁層の内に伝導性物質で形成されているビア４１５を形成することによって、放熱性が確保される。
また、金属基板を中間層が互いに異なる金属で形成することによって、工程中で曲がり現象が防止される。
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、次の請求範囲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。
Claims (10)
- 第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の下に配置される第２絶縁層と、
前記第１絶縁層及び第２絶縁層を貫通する少なくとも１つのビアと、
前記第２絶縁層の上に配置されて前記第１絶縁層内に埋め込まれ、前記ビアと一定間隔離隔した内部回路層と、
前記第１絶縁層の上面または前記第２絶縁層の下面に配置される外部回路層と、を含み、
前記ビアは、前記第１絶縁層内に埋め込まれる第１パート、前記第２絶縁層内に埋め込まれる第２パート、そして前記第１及び第２パートの間に位置して前記第１絶縁層内に埋め込まれ、前記第１及び第２パートを形成する金属と異なる金属で形成される第３パートを含み、
前記内部回路層は、上面、前記上面と異なる幅を有する下面及び前記上面と下面を連結して前記第１絶縁層の表面に対して一定の傾斜角を有する側面を含み、
前記ビアの第３パートの上面は、前記ビアの第１パートの下面と同一幅を有し、
前記ビアの第３パートの下面は、前記ビアの第２パートの上面と同一幅を有することを特徴とする印刷回路基板。 - 前記ビアの第３パートは、前記内部回路層と同一高さを有し、前記第２絶縁層の上に配置され、
前記第３パートの上面は、前記第１パートの下面と直接接触し、
前記第３パートの下面は、前記第２パートの上面と直接接触する
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板。 - 前記ビアの第１パートと、前記ビアの第３パートは、エッチング選択性を有する相互異なる金属を含むことを特徴とする請求項２に記載の印刷回路基板。
- 前記ビアの前記第１パートと第２パートとは、同一の物質で形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷回路基板。
- 前記内部回路層は、
前記第１絶縁層の下部に埋め込まれる第１内部回路パートと、
前記第２絶縁層の上部に埋め込まれ、前記第１内部回路パートと連結される第２内部回路パートと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の印刷回路基板。 - 前記第１内部回路パートは、前記第１絶縁層と第２絶縁層の境界面に対して前記第２内部回路パートと対称する形状を有することを特徴とする請求項５に記載の印刷回路基板。
- 前記印刷回路基板は、
前記内部回路層及び前記外部回路層を含む２ｎ＋１（ｎは正の整数）の数を有する回路層を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の印刷回路基板。 - 前記第１〜第３パートから構成されるビアの全体形状は、断面が六角形を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の印刷回路基板。
- 前記外部回路層は、前記第１絶縁層の上部または第２絶縁層の下部の表面に形成されているパターン溝を埋め込むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の印刷回路基板。
- 前記パターン溝の断面は、Ｕ字型を有することを特徴とする請求項９に記載の印刷回路基板。
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