KR100448296B1 - 폴리이미드벤즈옥사졸필름및당해필름으로이루어진유전층과회로층을포함하는인쇄배선판 - Google Patents

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Abstract

인장강도가 200MPa 이상이고, 하나 이상의 면에 전기전도층이 접착되어 있는 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름. PIBO 필름인 하나 이상의 유전층과 하나 이상의 회로층을 포함하는 인쇄 배선판. 하나 이상의 얇은 유전성 기재층, 하나 이상의 얇은 전도체, 하나 이상의 폭이 좁은 전도체 및 하나 이상의 직경이 작은 비어를 포함하며, 하나 이상의 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO)을 포함하는 인쇄 배선판(PWB).

Description

폴리이미드벤즈옥사졸 필름 및 당해 필름으로 이루어진 유전층과 회로층을 포함하는 인쇄 배선판
본 발명은 인쇄 배선판 및 인쇄 배선판의 제조에 사용되는 패널의 기재(base material)로서의 중합체의 용도에 관한 것이다.
인쇄 배전판은 통상적으로 산업 분야에서 패널이라고 하는 하나 이상의 기본구조 블록으로부터 제조된다. 패널은 유전층의 한면 또는 양면에 부착되어 이를 완전히 덮는 전도층으로 이루어진 특정 크기의 시트이다. 패널은 통상적으로 길이가 300 내지 700mm이고 두께가 0.3mm 미만인 면을 갖는 얇은 정사각형 또는 직사각형 형태를 취한다. 연속 전도층은 클래딩(cladding) 또는 클래드(clad)로서 통칭된다. 패널 유전층은 기재층으로서 통칭된다. 클래딩 두께는 통상적으로 17 내지 50μm 범위이다. 기재층의 두께는 통상적으로 75 내지 150μm 범위이다. 에폭시 함침된 제직 유리 매트(유리-에폭시)가 일반적으로 기재로서 사용된다. 구리가 일반적으로 클래딩으로서 사용된다.
인쇄 배선판(PWB)은 전기 부품들을 장착시켜 기능성 전자 장치, 예를 들면 메모리 모듈을 제공할 수 있는, 특정 크기 및 특정 형태의 시트이다. PWB는 축전기, 저항기 및 집적 회로 칩(IC)과 같은 설치된 전기 부품에 기계적 지지체로서 제공되어 이들을 전기 접속시킨다. PWB는 또한 상기 부품을 전력, 접지 및 대형 장치(예: 컴퓨터)에 연결시키는 수단을 제공할 수도 있다. 2개 이상의 IC를 포함하는 PWB는 멀티칩 모듈(MCM)이라고 한다.
인쇄 배선판(PWB)에는 단면형, 양면형 및 다층형의 3가지 형태가 있다. 단면 PWB는 하나의 유전 기재층과 하나의 회로층으로 이루어져 있다, 회로층은 설치 부품들을 연결시키고/시키거나 컴퓨터와 같은 대형 장치의 전원 및 접지부에 연결을 제공하는 하나 이상의 전기 회로를 함유하는 PWB의 전도층이다. 양면 PWB는 하나의 유전 기재층과 2개의 회로층을 포함한다. 다층 인쇄 배선판은 유전층(여기서, 유전층은 유전 기재층이거나 유전 접착층일 수 있다)과 회로층이 교대로 적층된 적층체이다. 유전 접착층은 일반적으로 다층 PWB를 제작하는데 사용되는 다수의 층들을 함께 접착시키는데 사용된다. 적층시키기 전, 필름 형태로 존재하는 유전 접착층은 프리프레그(prepreg)로 통칭된다.
회로층은 인쇄 회로를 형성하는 전도체라고 하는 형태[즉, 전기 회로(들)]로 이루어져 있다. 전도체는 인쇄 배선판의 회로층의 전기 전도 영역이다. 전도체의 예에는 라인(line)[와이어(wire)와 유사함], 랜드(land)(IC, 축전기 및 저항기와 같은 전기 부품이 PWB에 연결되어 있는 영역), 비어(via)(2개 이상의 회로층을 접속시키는 금속 도금된 호울) 및 환형 링(ring)이 포함된다. 환형 링은 회로층에서 비어를 둘러싸고 있는 전도체이다.
회로층의 형태는 또한 이의 치수 특성으로 기술된다. 예를 들면, 전도체 간격은 2개의 인접한 전도체 소자들 간의 가장 근접한 엣지 대 엣지 거리(edge-to-edge distance)이고, 피치(pitch)는 하나의 전도체 라인의 중심으로부터 인접한 라인의 중심으로까지의 거리이며, 전도체 폭은 각각의 전도체의 하나의 엣지로부터반대 엣지까지의 거리이다.
일반적으로, PWB 회로층은 포토레지스트/에칭 공정에 의한 패널의 클래딩에서 생성된다. 통상적으로, 패널을 절단하여 하나 이상의 단면 또는 양면 PWB를 생성한다. 전기 부품을 수용할 상태는 아니지만 다층 PWB의 제조시 다른 가공 패널과 적층시킬 수 있는 하나 이상의 PWB 회로층을 표면에 갖는 유전층을 이하, 가공 패널이라고 한다. 포토레지스트/에칭 공정을 이용하여 구리 클래드 패널로부터 양면 PWB를 제작하는 통상의 단계에 대해서는 문헌[참조:Printed Circuit Board Basics 2nd Ed., M. Flatt, Miller Freeman, San Francisco, 1992]에 기재되어 있다.
통상의 다층 인쇄 배선판은 양면에 회로층을 포함하는 2개의 가공 패널을 적층시킴으로써 형성시킨다. 이러한 가공 패널은 통상적으로 프리프레그를 사용하여 함께 적층시킨다. 유리-에폭시 기재를 함유하는 PWB를 제작하는데 있어서, 프리프레그는 통상적으로 부분 경화된 유리-에폭시 필름이다. 가공 패널은, 회로층을 프리프레그로 용이하게 접착시키는 화합물로 처리함으로써 적층용으로 추가로 제조한다. 가공 패널과 프리프레그의 교호층을 다이에 위치시킨다. 가공 패널과 프리프레그 외에, 다이에서 기저층과 최상층으로서 프리프레그와 이어서 금속 호일층(통상적으로, 구리층)을 포함하는 것이 통상적이다. 프리프레그, 가공 패널 및 금속 호일을 열 및 압력을 다이에 가하여 적층시킨다. 적층 후에, 프리프레그와 금속 호일로 적층체의 외부 클래딩을 제조한다. 이어서, 적층체를 상기한 양면 PWB 공정 또는 이와 유사한 공정을 이용하여 가공하여 다층 PWB를 형성시킨다.
컴퓨터 및 휴대 전화와 같은 전자 장치에 있어서 컴퓨팅 속도와 용량은 계속증가하면서 크기는 감소함에 따라, 인쇄 배선판의 회로 밀도는 증가하고 용적은 감소해야 한다. PWB 회로 밀도는 PWB 표면적(in2)에 접착할 수 있는 리드를 접속하는 부품의 수로서 정의되고 이에 비례한다. PWB 회로 밀도가 증가하고 용적이 감소하면, 보다 얇은 유전 기재층, 보다 얇은 클래딩 층, 보다 근접한 전도체 간격, 보다 협소한 전도체 폭 및 비어 호울의 보다 작은 직경을 수득할 수 있다.
보다 높은 회로 밀도의 멀티칩 모듈(MCM)의 개발이 진행됨에 따라, 탭 리드프레임, 와이어 본드 및 플립 칩 장착과 같은 직접 표면 장착 칩 기술을 광범위하게 이용할 수 있게 되었고, 칩은 IC 칩용으로 단축되었다. 칩이 직접 표면 장착되고 MCM은 실제적인 열순환에 이용되기 때문에, 배선판-칩의 열팽창계수(CTE)의 불일치는 칩을 사용할 수 없도록 하거나, 칩을 PWB에 접속할 수 없도록 한다. 따라서, XY 면에서의 CTE는 칩의 CTE에 접근시켜 가동시키는 동안 칩이 파괴되는 것을 방지하고/하거나 배선판과 칩 사이의 접속이 파괴되는 것을 방지할 필요가 있다. XY 면은 PWB 회로와 기재층에 의해 정의된 평면과 동일하다. 이를 위해서는 기재 층이 실리콘계 IC 칩의 CTE에 근접한 XY CTE를 가질 필요가 있다.
PWB를 제작하는데 있어서의 중요한 측면은 PWB의 다른 특징적 양태에 대해 목적하는 위치로의 회로의 특징적 양태(예: 비어)의 적합도이다. 목적하는 위치로의 적합도는 위치일치도(registration)라고 한다. 부적합한 위치일치도로 인한 PWB 결함이 종종 적층하는 동안 발생한다. 영구적인 기재의 변형과 유도 응력으로 인해 적층화가 진행되는 동안 불량한 위치일치도가 발생한다. 유도 응력은 기재와 회로층 사이의 열팽창계수(CTE)의 불일치로 인해 발생한다. 따라서, 기재층은 워핑(warping) 등의 응력 유도된 정합 결함(휨)에 저항하기에 충분한 강성 및 강도를 갖는 것이 유리하다. 적층화 공정 동안 수축과 같은 최소 영구 변형을 나타내는 기재를 갖는 것이 또한 유리하다.
시판되는 유전성 기재는 PWB 크기를 더욱 감소시키고, PWB 회로 밀도를 증가시키고, PWB 고주파수 시그널 전파 속도를 증가시키는 것을 제한하는 추세이다. 유리-에폭시 기재층은 보강용 제직 유리 매트에 관해 주기적인 조도를 나타낸다. 이러한 조도는 기재와 클래딩이 얼마나 얇을 수 있는지를 제한하고, 따라서 궁극적으로는 회로가 얼마나 얇을 수 있는지를 결정한다. 또한, 유리-에폭시 층은 XY 면에서 선 열팽창계수(CTE)가 12 내지 17ppm/℃인 반면, 규소로 제조된 IC는 CTE가 약 3ppm/℃이다. 이러한 불일치는 칩을 파괴시키거나, 칩이 PWB에 접속되지 못하게 할수 있다. 유리-에폭시 기재의 유전률은 4.5로 높다. 이러한 높은 유전률은 고주파수 회로의 시그널 전파 속도를 상당히 느리게 한다. 또한, 유리 보강으로 인해, 유리-에폭시 기재는 중합체성 기재보다 드릴의 날을 더욱 빨리 마모시킨다.
보다 최근의 기재에서는 유리-에폭시 기재와 관련된 일부 문제를 해결하려는 시도가 있었다. 예를 들면, 섬유 보강된(케블라 섬유 또는 흑연 보강된) 폴리이미드 기재가 개발된 바 있다. 그러나, 이러한 기재는 고흡습성, 높은 단가, 고유전률(> 3) 등과 같은 몇가지 단점을 지니며, 케블라 섬유는 구리 클래딩에 대한 접착성이 불량하다.
충전된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이 또한 유리-에폭시 기재의 한계(예: 고유전률)를 해결하기 위해 사용되어 왔다. PTFE에는 이의 낮은 고유 강성으로 인해 충전제가 필요하다. PTFE 충전제는 유리 보강제가 유리-에폭시 기재층에서 일으키는 문제와 동일한 문제를 야기시킨다. PTFE 기재는 또한 온도에 대해 XY 면에서 큰 측면 변형을 나타낸다. PTFE의 큰 측면 변형은 다층 PWB에서 수득할 수 있는 위치일치도를 제한한다.
액정 중합체(LCP) 기재가 최근 들어 개발된 바 있다. LCP는 통상적으로 유전률이 종종 3 미만인 견고한 강성 중합체이다. 그러나, LCP는 금속 클래딩에 양호하게 접착하기 어려운 경향이 있다. 또한, LCP는 일반적으로 이방성 열팽창계수(CTE)를 나타낸다. 특히, LCP는 Z 방향 CTE가 구리의 CTE보다 훨씬 크다. Z 방향은 XY 면에 대해 수직인 방향이다. MCM 공정 동안의 열순환으로 인해, 구리-LCP CTE 불일치는 응력을 야기시킬 수 있고, 비어의 구리 도금을 파괴시킬 수 있다. 비어 직경이 감소함에 따라, 비어 구리 도금 응력은 비어 직경의 역제곱에 비례하여 증가할 것이다. 결과적으로, LCP 기재층을 포함하는 다층 PWB에서 신뢰할 만한 소직경의 비어를 제작하기는 어려울 것이다.
최근 들어, EPA 제0 393 826호에는 신규한 방향족 디아미노 화합물을 하나 이상의 방향족 테트라카복실산 및 이의 무수물과 반응시켜 형성한 폴리아미드-폴리이미드 중합체가 기재되어 있다. 이러한 폴리아미드-폴리이미드 중합체의 폴리벤즈옥사졸-폴리이미드 유도체는, 생성된 특정 알콕시 또는 하이드록시 치환된 폴리아미드-폴리이미드를 탈수 및 산화시켜 옥사졸 결합을 형성하고, 이로써, 폴리벤즈 옥사졸 폴리이미드 중합체를 형성함으로써 제조한다.
따라서, 회로 밀도가 높고 고주파수 시그널 전파 속도가 신속할 수 있는, 단면화, 이면화 또는 다층화 PWB로 형성시킬 수 있는 패널을 제작할 필요가 있다. 결과적으로, PWB, 특히 얇은 기재층, 얇은 회로층, 협소한 전도체 폭, 근접한 전도체 간격 및 작은 직경 비어를 갖는 본 발명의 다층 PWB를 제작할 수 있게 되었다.
본 발명의 하나의 양태는 하나 이상의 면에 접착시킨 전기전도층을 포함하는 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO)로 이루어진 필름(여기서, PIBO 필름의 인장강도는 25℃에서 200MPa을 초과한다)이다. 인장강도는 ASTM D-638-87B에 따라 측정한다. 전기전도층이 접착된 PIBO 필름은 패널, 시트 또는 가공 패널의 형태일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 ASTM D-638-87B에 따라 25℃에서 측정한 인장강도가 200MPa을 초과하는 PIBO 필름인 하나 이상의 유전층과 하나 이상의 회로층을 포함하는 인쇄 배선판이다. 본 발명의 이러한 양태는 상기한 PWB를 제작하는데 사용할 수 있다.
본 발명으로, 유리-에폭시 기술에 비해, 보다 얇은 유전 기재층, 보다 얇은 전도체, 보다 근접한 전도체 간격, 보다 협소한 전도체 폭 및 보다 작은 직경 비어를 갖는 PWB를 제작할 수 있게 되었다. 결과적으로, 본 발명을 이용하여, 현재 및 차세대 전자장치에 대해 예기되는 크기 감소 및 컴퓨팅 요구조건을 충족시킬 수 있는 소형의 고회로밀도를 갖는 신속한 시그널 전파 속도의 MCM을 제작할 수 있다.
본 발명의 제1 양태에서는, 하나 또는 2개의 전기전도층에 접착된 PIBO 필름은 예를 들면 긴 시트, 패널 또는 가공 패널일 수 있다. 긴 시트는 롤링시킬 수 있다. 절단을 최소화하기 위하여, 클래딩된 PIBO 시트의 폭은 특정 패널의 폭과 동일한 것이 바람직하다.
전기전도층은 임의의 전기전도성 금속일 수 있다. 바람직하게는, 금속은 구리, 알루미늄 또는 이의 합금일 수 있다.
전기전도층의 두께는 바람직하게는 50μm 미만, 더욱 바람직하게는 17μm 미만이다.
소형의 고회로밀도 PWB를 제조하기 위해, 얇은 클래딩 또는 얇은 회로층에 접착된 얇은 기재를 포함하는 것이 유리하다. 0.1μm 정도로 얇고 2000μm 정도로 두꺼운 PIBO 필름을 사용할 수 있다. 기재층으로서 사용되는 PIBO 필름의 두께는 바람직하게는 125μm 미만, 가장 바람직하게는 50μm 미만이다. PIBO 강성, 고강도 및 표면 평활성을 위해, 25μm 이하의 얇은 기재를 사용할 수 있다. 그러나, PIBO필름의 두께는 5μm 이상인 것이 바람직하다.
PIBO 필름은 유리 섬유 및 세라믹 입상체와 같은 충전제를 함유할 수 있다. 그러나, PIBO 필름은 충전제 없이 사용하는 것이 바람직하다. 충전제를 함유하지 않은 기재층은 통상적으로 충전제를 함유하는 기재층에 비해 표면이 더욱 매끄럽다. 표면이 매끄러울수록, 보다 얇은 회로층을 제공할 수 있다.
어떠한 PIBO 중합체도 필름 형태로 존재할 수 있으며, PWB 유전층으로서 작용한다. PIBO는 다음과 같은 물리적 특성 중 하나 이상의 특성을 갖는 것이 바람직하다: 고강성, 고강도, 저유전률, 규소의 CTE에 근접한 XY 면 CTE, 100ppm/℃ 미만의 Z 면 CTE 및 300℃로의 가열시 낮은 영구변형도. 하나 이상의 바람직한 특성을 달성하기 위해 충전제를 사용할 수 있으나, 충전제를 함유하지 않은 PIBO 필름이바람직한 특성 한계와 부합하는 것이 바람직하다.
폴리이미드벤즈옥사졸은 통상적으로 2무수물 단량체와 디아미노벤즈옥사졸 단량체의 반응생성물인 폴리아미드산을 이미드화시킴으로써 제조한다. 이미드화는 폴리아미드산의 아미드산 결합의 축합 반응으로서, 이에 의해 폴리이미드벤즈옥사졸의 이미드 결합이 형성된다. 본원에서 참고로 인용된 동시계류중인 특허 문헌인, 1994년 10월 31일자로 출원된 "폴리아미드산 및 폴리아미드산을 폴리이미드벤즈옥사졸 필름으로 전환시키는 방법"에 관한 미국 특허 제331,775호 및 1995년 4월 24일자로 출원된 "중합체성 산 전구체 및 고분자량 폴리아미드산 및 폴리이미드벤즈옥사졸의 제조방법"에 관한 출원번호 미확인의 특허문헌에는, PIBO 필름을 형성하기 위한 방법 및 반응물이 기재하고 있다. PIBO 필름을 제조하기 위한 바람직한 폴리아미드산은 피로멜리트산 2무수물과 5-아미노-2-(p-아미노페닐)벤즈옥사졸과의 반응 생성물, 피로멜리트산 2무수물과 2,6-(4,4'-디아미노디페닐)벤조[1,2-d:5,4-d']비스옥사졸과의 반응생성물 및 피로멜리트산 2무수물과 2,2'-p-페닐렌-비스(5-아미노벤즈옥사졸)과의 반응생성물이다.
보다 견고하고 보다 강한 기재층을 갖는 것이 특히 강성 PWB를 위해 유리하기 때문에, 탄성률이 0.5GPa 이상인 PIBO 필름이 바람직하다. ASTM D-638-87B에 의해 측정한 인장강도가 250MPa 이상인 것이 또한 바람직하다. 탄성률이 5GPa 이상인 PIBO 필름이 더욱 바람직하다. 인장강도가 300MPa 이상인 것이 더욱 바람직하다.
표면에 장착된 IC 칩의 파괴를 최소화하기 위해, 기재층으로서 사용되는 PIBO 필름의 XY 면 선형 CTE는 -55 내지 125℃에서 1 내지 7ppm/℃인 것이 바람직하다. PIBO 필름의 Z 방향 CTE는 -55 내지 125℃에서 100ppm/℃ 미만인 것이 바람직하다.
고주파수에서의 시그널 전파 속도를 신속하게 하기 위해, PIBO 필름의 유전률은 1MHz 내지 1GHz에서 2 내지 3.3인 것이 바람직하다. 시험 IPC 650 2.5.8A로 측정한 PIBO 필름의 소실 인자는 0.01 이하인 것이 바람직하다.
위치일치도 문제를 최소화하기 위해, IPC 650 2.2.4A로 측정한 영구 측면 변형도가 0.02% 미만인 PIBO 필름이 또한 바람직하다.
본 발명의 제1 양태를 구성하기 위해서는 PIBO 필름을 형성해야 한다. 통상적으로, PIBO 필름을 제조하기 위해서는, 2무수물 단량체와 디아미노벤즈옥사졸 단량체를 용매 속에서 반응시킴으로써 폴리아미드산을 제조한다. 생성된 폴리아미드산은 통상적으로 용매에 가용성이다. 폴리아미드산/용매는 이하 폴리아미드산 용액이라고 한다. 이어서, 폴리아미드산 용액 또는 폴리아미드산을 용액 속에서 이미드화함으로써 형성시킨 PIBO 용액을 필름으로 성형시킨다. 폴리아미드산 용액을 필름으로 제조하는 경우에는, 이후에 이를 이미드화하여 PIBO 필름을 형성시킨다. 이어서, PIBO 필름을 열처리하여, 잔류하는 용매를 제거하거나 특정 필름 특성을 향상시킬 수 있다.
통상적으로, 2무수물 단량체와 디아미노벤즈옥사졸 단량체는 용매 속에서 반응시킨다. 용매는 통상적으로 N,N-디메틸아세트이미드, N-메틸피롤리디논, 1,3-디메틸-5-이미다졸리디논, N,N-디메틸포름이미드, 1,1,3,3-테트라메틸우레아 또는 N-옥시헥실피롤리디논과 같은 극성의 비양자성 용매이다. 하나 이상의 극성의 비 양자성 액체의 혼합물도 또한 용매로서 사용할 수 있다. 폴리아미드산 용액을 성형하기 전에, 열을 가하거나, 폴리아미드산에 대해 불용성인 용매를 사용하여 상기 용매를 추출하거나, 이들 방법을 둘다 이용하여 용매 분획을 제거한다. 용매를 제거하기 위한 온도는 폴리아미드산을 이미드화하기 위한 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 폴리아미드산은 통상적으로 이미드화되기까지 일부의 용매와 결합함으로써, 용매량을 휘발에 의해 10중량% 미만으로 감소시키기 곤란하게 한다.
폴리아미드산 PIBO 이미드화 생성물이 폴리아미드산 용액의 용매에 불용성인 경우, 이미드화 전에, 폴리아미드산 용액은 필름으로 성형시키는 것이 바람직하다. 지지되지 않은 필름은 압출과 같은 전단 기술을 포함하는 기술을 이용하여 형성시킬 수 있다. 폴리아미드산 용액을 성형하여 필름을 형성시키는 공정은 또한 폴리아미드산 용액을 적합한 기판에 피복, 캐스팅(casting), 침지 또는 분무시킴으로써 수행할 수 있다. 적합한 기판에는 유리, 알루미늄, 스테인레스 강, 규소, 구리, 폴리이미드 필름, 테트라플루오로에틸렌 플루오로카본 중합체(TeflonTM으로 시판됨)가 포함된다. 종종, 플루오르화 중합체 또는 실리콘유와 같은 이형제를 사용하여 기판으로부터 필름을 쉽게 분리할 수 있다.
폴리아미드산 PIBO 이미드화 생성물이 폴리아미드산 용액의 용매에 가용성인 경우, 폴리아미드산 용액은 통상적으로 필름으로 성형시킬 필요가 없고 이러한 성형은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 폴리아미드산 용액 중의 폴리아미드산은 우선 이미드화시킨 다음 상기한 바와 같이 필름으로 성형시킨다.
성형 방법과는 무관하게, 폴리아미드산을 가열시키거나, 촉매를 사용하거나, 이들 방법 둘다를 이용하여 PIBO로 이미드화시킬 수 있다. 폴리아미드산은, 폴리아미드산 용액, 또는 일부의 용매를 제거한 후의 폴리아미드산 용액을 가열함으로써 PIBO로 이미드화시킬 수 있다. 촉매화제는 폴리아미드산 용액 또는 일부의 용매를 제거한 후의 폴리아미드산 용액에 가할 수 있다. 사용가능한 촉매에는 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 케텐 및 이소부티르산 2무수물과 같은 탈수제가 포함된다. 이들 촉매는 단독으로 사용할 수도 있으나, 유기 염기, 바람직하게는 무기염을 형성하지 않는, 유기 염기와 함께 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이러한 예에는 피콜린, 피리딘, 이소퀴놀린, 트리에틸아민, 루티딘 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 필름을 성형시키기 전 또는 후에, 가열하거나 촉매를 가할 수 있다.
본 발명에서는 열을 이용하여 폴리아미드산을 PIBO로 이미드화하는 것이 바람직하다. 특히 놀랍게도, 인장강도와 연신율(%)이 향상된 PIBO 필름을 생성하는 가열 공정이 더욱 바람직하게 이용된다. 일반적으로, 당해 공정은 후가열 단계를 포함한다. 우선, 필름을 185 내지 280℃, 더욱 바람직하게는 185 내지 240℃, 가장 바람직하게는 230℃의 온도에서, 5 내지 90분, 더욱 바람직하게는 10 내지 80분, 가장 바람직하게는 15 내지 75분동안, 공기중에서 또는 불활성 대기하에서, 바람직하게는 습기의 부재하에서 이미드화시킨다. 후속적으로, 이미드화 필름은, 당해 필름을 250℃, 바람직하게는 300 내지 600℃ 미만, 그리고 생성되는 PIBO 필름의 유리전이온도 미만의 온도로 10초 이상 동안 가열함으로써, 추가로 열처리하여 PIBO 필름의 특성을 개선시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 추가의 열 처리는250 내지 350℃의 저온에서 공기 또는 불활성 대기하에 일차적으로 수행하고, 이어서 350 내지 500℃의 고온에서 공기 또는 불활성 대기하에서 이차적으로 수행한다. 불활성 대기는 가장 바람직하게는 질소이다.
PIBO 필름이 제조되면, 전기전도층을 PIBO 필름에 접착시켜 예를 들면 시트, 패널 또는 가공 패널을 형성시켜야 한다. 이어서, 전기전도층이 접착된 PIBO 필름을 PWB로 제작할 수 있다.
전기전도층은, 폴리아미드산 필름을 전기전도성 호일에 직접 형성시킨 후 폴리아미드산 용액을 이미드화하여 PIBO 필름을 형성시킴으로써, PIBO 필름에 접착시킬 수 있다. 바람직하게는, 호일은 구리, 알루미늄 또는 이의 합금이다. 이어서, 호일은 본 발명의 PIBO 필름의 전기전도층으로서 작용한다. PIBO 필름의 호일에 대한 접착력은 3-아미노프로필트리에톡시실란과 같은 접착 촉진제를 사용함으로써 강화시킬 수 있다.
전기전도층은 예를 들면 증착, 무전해도금, 전기도금, 스퍼터링 및 이들이 혼합된 기술과 같은 기술에 의해 PIBO 필름에 적용할 수 있다. 증착, 스퍼터링 및 전기도금은 문헌[참조:Electronic Packaging and Production,May, 1992, pages 74-76]에 기재되어 있다. 증착, 스퍼터링, 전기도금 및 무전해도금은 문헌[참조:Handbook of Tribology Materials, Coatings and Surface Treatments,B. Bhushan & B. K. Gupta, Chapters 9-10, McGraw-Hill, Inc., 1991]에 더욱 상세히 기재되어 있다.
종종, 씨드 금속/금속 산화물 층(들)을 PIBO 필름에 가하여 후침착층의 접착력을 향상시킬 수 있다. 씨드 금속/금속 산화물의 예에는 니켈, 크롬, 티탄, 크롬, 철, 몰리브덴 또는 지르코늄이 포함되고, 이를 일차적으로 가하여 구리와 같은 후속 금속 침착물의 접착력을 향상시킬 수 있다. 씨드층은 무전해도금, 스퍼터링 및 증착과 같은 몇가지 기술을 이용하여 적용시킬 수 있다. PIBO 필름 표면은 또한 화학적으로, 플라즈마 또는 철 처리하여 전기전도층 또는 씨드층의 PIBO 표면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다.
증착 공정에서는, 재료를 진공하에서 저항 가열기, 레이저 및 플라즈마와 같은 열원을 이용하여 증발시킨 다음, 재료를 PIBO 필름 상에서 응축시킨다. 이 기술은 비교적 신속하게 진행되나, 0.2μm 이하의 층 두께로 제한하는 것이 바람직하다. 증착된 층에 전기도금 또는 무전해도금시킴으로써 보다 두꺼운 층을 침착시킬 수 있다. PIBO 필름의 접착력은 상기한 바와 같이 동일하게 처리하여 향상시킬 수 있다.
스퍼터링은 PIBO 필름을 진공 챔버 내에 넣는 단계를 포함하며, 여기서 증착될 재료는 진공관에서 음극으로서 작용한다. 음극은 기체로부터의 이온의 충격을 받고, 이어서 유리된 재료의 이온은 PIBO 위에 침착된다. 이러한 침착법은 통상적으로 PIBO 필름 위에 500nm 이하의 피막을 제공한다. 보다 두꺼운 전기전도층은 침착층에 무전해도금으로 침착시킬 수 있다. 다시, PIBO 표면은 상기한 바와 같이 예비처리할 수 있다.
금속 필름을 PIBO 필름에 전기도금하는데 있어서, 당해 공정은 통상적으로 PIBO 필름을 화학 예비처리, 플라즈마 예비처리 및 이온 예비처리하는 방법과 같은표면 처리 방법을 이용하여 개시한 다음, 위에서 기재한 기술을 포함한 기술에 의해 얇은 씨드 금속/금속 산화물 차단층을 침착시킨다. 이어서, 금속을 씨드 금속층에 목적하는 두께로 연속 전기도금시킨다. 통상적으로, 금속은 원소(금속)의 이온을 함유하는 염의 수용액으로부터 도금하는데, 당해 금속은 전류를 상기 용액에 통과시킴으로써 침착시키고, 여기서, PIBO는 음극으로서 작용하고 침착되는 금속이 양극으로서 작용한다. 금속은 긴 PIBO 필름 롤을 풀어서 당해 필름을 수용액으로 차례로 통과시킴으로써 연속 전기도금시킬 수 있다.
무전해도금 공정(화학적 환원 증착)을 이용하여 전기전도층을 PIBO 필름에 접착시킬 수도 있다. PIBO 필름은 상기한 바와 같이 예비처리할 수 있다. 전기전도층, 바람직하게는 구리는 통상적으로 수성인 욕으로부터 PIBO에 도금시킨다. 당해 욕은 통상적으로 금속 염, 환원제, 착생성제, 완충제, 촉진제 및 억제제를 함유한다. 금속염은 금속의 공급원이다. 환원제는 금속 염을 물에 용해시킴으로써 생성되는 금속 이온을 환원시키기 위한 전자를 공급한다. 착생성제는 반응에 이용가능한 유리 금속의 양을 조절한다. 완충제는 공정이 진행되는 동안 욕의 pH를 유지시킨다. 촉진제는 반응 속도의 증가를 돕는다. 억제제는 환원 반응의 조절을 돕는다. 열은 통상적으로 침착 공정을 촉진시키기 위해 적용된다. 통상적으로, 황산구리(CuSO4)가 염으로서 사용되고 포름알데히드가 환원제로서 사용된다.
전기전도층, 바람직하게는 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금을 PIBO 필름에 접착시키는데 사용할 수 있는 또 다른 방법은 상기 금속의 호일을 접착제를 사용하여 PIBO 필름에 접착시키는 방법이다. 적합한 접착제에는 에폭시, 시아네이트 에스테르, 폴리이미드 및 폴리아미드산이 포함된다. 접착제는 액상, 분말 또는 필름 형태일 수 있다. 접착제는 금속 호일, PIBO 필름 또는 둘다에 가할 수 있다. 접착제는 캐스팅, 침지, 분무 또는 프레싱에 의해 도포할 수 있다. PIBO와 금속 호일은 당해 호일 및 필름을 가열 및 가압시킴으로써 적층시켜 함께 접착시킬 수 있다.
PIBO 필름을 전기전도층에 접착시킨 후, PIBO 필름과 접착층은 특정 크기의 제품, 예를 들면 패널 또는 가공 패널로 절단할 수 있다. 절단은 레이저 절단법, 기계적 톱질 및 수제트 절단법과 같은 방법을 이용하여 수행할 수 있다.
하나 이상의 PIBO 유전층을 갖는 PWB는 단면, 양면 또는 다층 PWB일 수 있다. 단면 및 양면 PWB의 경우, PWB는 각각 하나의 PIBO 유전층과 하나 또는 2개의 회로층을 포함하며, 여기서 회로층(들)은 부품들을 설치하고/하거나 접속시키고 외부 장치, 전원 및/또는 접지에 연결시키는 수단을 제공한다. PIBO 유전층은 회로층 및/또는 회로층 형태들 사이에 전기절연 수단을 제공하면서 PWB의 기계적 지지체 역할을 한다.
본 발명의 PWB는 강성이거나 가요성일 수 있다. 일반적으로, PIBO 유전층을 갖는 다층 PWB는 실질적으로 강성일 것이다. PIBO 유전층을 갖는 단면화 및 이면화 PWB는 가요성일 수 있다.
본 발명의 PWB는 PIBO 유전층을 함유하기 때문에, 회로층의 두께는 50μm 미만, 더욱 바람직하게는 17μm 미만일 수 있다. 동일한 이유로, 본 발명은 회로층이 100μm 미만의 하나 이상의 전도체 라인 폭, 100μm 미만의 하나 이상의 전도체 간격, 200 내지 0μm(랜드 부재)의 하나 이상의 환형 호울 링 폭 및 200μm 미만의 하나 이상의 비어 직경과 같은 하나 이상의 바람직한 회로 형태들을 갖도록 유리하게 허용한다. 상기한 회로층 및/또는 형태들은 바람직하게는 PIBO 층에 접착시킨다. 바람직하게, 회로층은 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금이다.
본 발명의 단면 또는 양면 PWB는 임의의 통상의 방법으로 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 상기한 단면화 또는 양면 PWB는, 양면 PWB에 대해 상기한 바와 같은 포토레지스트/에칭 공정을 이용하여 제조할 수 있는데, 상기한 공정은 경우에 따라 거의 변형시키지 않고도 단면화 PWB를 형성시키는데 이용할 수 있다. 본 발명의 단면 또는 양면 PWB는 이를 제조하기 위한 어떠한 특정 방법으로도 제한되지 않는다.
본 발명의 다층 PWB에 있어서, PWB는 하나 이상의 비어로 연결되어 있는 다수의 교호 유전층과 회로층으로 이루어져 있다. 가장 간단한 다층 PWB는 3개의 회로층과 2개의 유전 기재층으로 이루어진 형태이다. 매우 증가된 수의 층을 포함하는 PWB가 보다 통상적이고 본 발명에 의해 유리하게 수득될 수 있다.
본 발명의 다층 PWB에 있어서, PWB의 외부면을 구성하는 회로층은 통상적으로 IC칩, 저항기 및 축전기와 같은 전기 부품을 설치할 자리를 제공하고 이들 부품들을 전기적으로 연결한다. PWB의 내부에 위치하는 회로층(들)은 통상적으로 설치된 부품들, 외부 장치, 전원 및 접지 등을 전기적으로 접속시킨다. 기재층(들)은 통상적으로 PWB에 강성(기계적 지지)을 제공하고, 회로층들 사이를 전기절연시키고, 회로층의 전도체들 사이를 전기절연시킨다. 유전성 접착층(들)은 통상적으로 회로층들 사이를 결합시키고, 회로층들 사이를 전기절연시키고, 회로층의 전도체들사이를 전기절연시킨다.
PIBO는 열경화성 또는 열가소성 중합체가 아니기 때문에, 이는 일반적으로 유전성 접착층으로서 사용할 수 없다. 따라서, 본 발명의 다층 PWB에 있어서, PIBO는 통상적으로 기재층으로서 사용될 것이고 일부 다른 재료를 유전성 접착층으로서 사용할 것이다. 그러나, 이미드화시켜 PIBO를 형성하는 폴리아미드산은 다층 PWB를 제조하는 동안 접착층으로서 사용할 수 있기 때문에, 결과적으로 PIBO 유전성 접착층을 형성한다. 접착제로 피복시킨 PIBO 필름은 또한 다층 PWB 공정에서 층들을 함께 적층시켜 결과적으로 PIBO 유전성 접착층을 형성하는데 사용할 수 있다. 유전성 접착층은 적층시킨 후 회로층 및 PIBO에 양호한 접착력을 나타내는 어떠한 물질이라도 될 수 있다. 유전성 접착층의 유전률은 PIBO의 유전률에 근접하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 4.5 미만이다. 에폭시, 시아네이트 에스테르 및 폴리이미드와 같은 접착제로부터 유도된 유전성 접착층을 사용할 수 있다. 상기한 접착층은 세라믹 분말 또는 섬유와 같은 충전제를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 2개의 PIBO가공 패널은 두께가 130μm 미만, 더욱 바람직하게는 50μm 미만인 접착층으로 접착시킬 수 있다.
본 발명의 PWB는 바람직하게는 -55 내지 125℃에서 열순환된 PWB의 신뢰도를 설명하는 IPC 650 2.6.6B 시험을 통과한다.
본 발명의 다층 인쇄 배선판은 양면에 회로층들을 포함하는 2개 이상의 가공패널(여기서, 하나 이상의 가공 패널은 PIBO 기재층을 포함한다)을 적층시킴을 포함하는 공정으로 제작할 수 있다. 가공 패널들은 통상적으로 상기한 바와 같은 접착제를 사용하여 함께 적층시킬 수 있다. 접착제는 건식 분말, 액체, 필름 또는 패이스트 형태일 수 있다. 바람직하게는, 접착제는 필름(프리프레그)의 형태일 수 있다. PIBO 가공 패널은 접착층의 접착력을 향상시키기 위해 처리할 수 있다. 이러한 처리에는 경석을 사용한 손 세정, 플라즈마, 화학 또는 피복 처리를 포함한다. 가공 패널과 프리프레그의 교호층을 다이에 위치시킨다. 가공 패널과 프리프레그 외에, 프리프레그에 이어 금속 호일층(통상적으로, 구리)을 다이의 바닥층과 최상층으로서 갖는 것이 통상적이다. 프리프레그, 가공 패널 및 금속 호일은 다이를 가열 및 가압시킴으로써 적층시킨다. 적층시킨 후, 프리프레그와 호일은 적층체의 외부 클래딩을 생성한다. 이어서, 적층체는 전기 부품들을 설치하기 쉬운 외부 회로층들을 생성하는 임의의 편리한 방법으로 가공한다. 외부층의 생성에는 기계적 천공, 레이저 천공 또는 플라즈마 제거와 같은 기술로 수행할 수 있는 비어의 천공이 포함된다. 최종적으로, 적층화 가공 패널이 하나 이상의 적층 PWB를 함유하는 경우, PWB는 적층화 가공 패널을, 가공 패널을 절단하기 위한 것으로 상기에서 기술된 바와 같은 기술을 이용하여 절단함으로써 후처리한다.
본 발명의 바람직한 양태는 PIBO인 유전층을 하나 이상 함유하는 PWB[여기서, PWB의 회로밀도는 25리드/cm2(160리드/in2) 이상이다]이다. 또다른 가장 바람직한 양태는 표면 설치된 전기 부품(IC)을 포함하는 MCM인데, 여기서 PWB는 하나 이상의 PIBO 유전층을 포함하고, 상기한 PWB의 회로 밀도는 25리드/cm2(160리드/in2)를 초과한다.
본 발명의 실시예를 후술하고자 하나, 이들 실시예는 본 발명의 일반적 특성을 제한하기 위한 것이 아니라, 예시하기 위한 것임을 이해해야 할 것이다.
PIBO 필름을 형성하고 전기전도층을 PIBO 필름에 접착시키는 방법
실시예 1A
교반 수단 및 냉각기가 달린 딘-스타크(Dean-Stark) 트랩이 장착되어 있는 25ml 용량의 3구 환저 플라스크에 N-메틸피롤리디논(NMP) 230ml와 톨루엔 40ml를 공급한다. 플라스크를 질소로 완만하게 퍼징(purging)시킨다. 톨루엔을 증류에 의해 제거한다. 교반된 실온 용매에, 무수 DMAc 10ml로 헹군 5-아미노-2-(p-아미노페닐)벤즈옥사졸(pDAMBO) 12.976g 및 피로멜리트산 2무수물(PMDA) 12.565g을 가한다. 실온에서 68시간 후, 생성된 폴리아미드산을 N-메틸피롤리디논(NMP)으로 희석시켜 0.037384cm3(3.73g/dL)의 고유 점도를 갖도록 한다.
질소 대기하에 있고 교반 수단과 유입구 및 배출구 어댑터가 장착되어 있는 250ml 용량의 3구 건조 환저 플라스크에, 상기한 폴리아미드산 용액 80g을 가한다. 1,3-디메틸-이미다졸리디논 60용적%와 N-메틸피롤리디논(DMI/NMP) 40용적%로 이루어져 있는 무수 혼합물 12.1ml를 플라스크에 가하고 실온에서 밤새 교반시킨다. 플라스크를 냉욕하에서 급냉시키고 진공 흡입기로 탈기시킨다. 플라스크를 질소를 사용하여 다시 대기압으로 만든다.
생성된 폴리아미드산 12.5중량% 용액을 유리 위에 25μm의 필름으로서 캐스팅한다. 필름을 60℃에서 45분 동안 공기 순환 오븐에서 가열하고 유리로부터 분리하고 알루미늄 프레임으로 고정시킨다. 이어서, 공기 순환 오븐에 넣고, 225℃에서 20분 동안, 그리고 나서 300℃에서 20분 동안 가열시키고, 300℃에서 1시간 동안 유지시키고, 실온으로 냉각시키고, 질소 대기하에 30℃에서 27분 동안(질소 퍼징 주기), 그리고 나서 400℃에서 75분 동안 가열시키고, 400℃에서 12시간 동안 유지시킨 다음 실온으로 냉각시킨다.
상기한 공정을 반복하여 51μm 필름을 제조한다.
필름의 인장 강도는 308MPa이고, 인장 모듈러스는 11GPa이며, 파단점 신도는 8.5%이다.
실시예 1B
하기 공정을 이용하여, 한면이 9μm 두께의 구리 클래딩으로 클래딩된 PIBO필름을 제조한다. 실시예 1A의 공정에 의해 제조된 25μm PIBO 필름을 수산화칼륨 45중량%, 에틸렌 디아민 10중량% 및 에틸렌 글리콜 10중량%를 포함하는 균질 수용액 속에서 45 내지 75초 동안 화학 처리한다. 이 공정으로 필름 두께를 10% 감소시키고 필름 표면의 흡습성을 개선시켜 연속 침착층들의 접착력을 향상시킨다. 수μm 두께의 니켈 씨드 층을 화학적으로 처리된 PIBO 필름에 도포시킨다. 니켈을 무전해 도금으로 도포한다. 니켈 씨드 층을 도포시킨 후, 도금된 니켈 씨드 층 305g/m2(0.5온스/ft2)에 대해 45분 동안 323amp/m2(30amp/ft2)에서 황산구리 욕 속에서 전기도금에 의해 구리층을 침착시킨다.
실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 17μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 35μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 9μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 17μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 35μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다.
실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 9μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 17μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 35μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 9μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 17μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1B의 공정을 반복 수행하여 35μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다.
실시예 1C
하기 공정을 이용하여 한면이 9μm 두께의 구리 클래딩으로 클래딩된 PIBO 필름을 제조한다. 연속 침착층의 접착력을 향상시키기 위하여, 10 내지 16.7Pa(75 내지 125mtorr) 압력하에 500watt의 RF 전력에서 5 내지 30분동안 75 표준cm3/분(SCCM)의 아르곤 또는 아르곤/산소 기류를 사용하여 MRC 603 스퍼터링 시스템으로 생성된 플라즈마를 이용하여 실시예 1A의 PIBO 필름을 처리한다. 1000Å 두께 구리의 씨드 층을 플라즈마 처리된 PIBO 필름에 스퍼터링 침착시킨다. 더 두꺼운 구리층(9μm)을 도금물 305g/m2(0.5온스/ft2)에 대해 45분 동안 323amp/m2(30amp/ft2)에서 표준 황산구리 욕 속에서 전기도금시킴으로써 스퍼터링된 구리층에 침착시킨다.
실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 17μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 35μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 9μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 17μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 35μm 두께의 구리가 한면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다.
실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 7μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 17μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 35μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 9μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다. 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 17μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다, 실시예 1C의 공정을 반복 수행하여 35μm 두께의 구리가 양면에 클래딩된 51μm 두께의 PIBO 필름을 제조한다.
상기한 실시예들의 모든 클래딩들은 IPC-TM-650, 방법 2.4.9. 접착 시험을 통과하였다.
PIBO 다층 PWB의 형성
실시예 2
4개의 회로층과 3개의 유전층(여기서, 유전층은 PIBO이다)을 포함하는 63.5mm× 48mm× 0.18mm 다층 PWB를 제조한다. 다층 PWB는 76μm 폭의 전도체, 76μm 폭의 전도체 간격, 152μm 피치 및 203, 305 및 508μm 직경의 비어 호울을 포함한다.
PWB는 하기 공정으로 제조한다. 실시예 1B의 2개의 9μm 두께의 구리 단면 클래딩된 25μm 두께의 PIBO 필름 클래딩을 듀퐁 리스톤(Dupont Riston) 9015TM포토레지스트으로 피복시키고, 도판 광기구로 매스킹시키고, 자외선에 노출시킨다. 레지스트를 탄산나트륨 2중량% 수용액에서 현상시킨다. 포토레지스트에 의해 보호되지 않는 구리는 과산화황 용액으로 부식 제거한다. 나머지 포토레지스트 부분은 부식액으로 부식 제거한 다음 표면을 경석을 이용하여 손으로 추가로 세정한다. 각각의 PIBO 필름은 이제 한면에 하나의 회로층(PIBO-회로 필름)을 갖는다.
2개의 PIBO 회로 필름, 2개의 구리 호일 및 3개의 플라즈마 에칭된 PIBO 필름[여기서, 각각의 면은 에폭시 접착제 필름(PIBO 에폭시 접착제 필름)에 결합되어 있다]을 적층틀(lamination fixture)에 위치시킨다. 층들을 다음과 같이 적층틀에 적층시킨다: (제1층)구리 호일, (제2층)PIBO 에폭시 접착 필름, (제3층)PIBO 회로필름, (제4층)PIBO 에폭시 필름, (제5층)PIBO 회로 필름, (제6층)PIBO 에폭시 접착필름 및 (제7층)구리 호일. PIBO 회로 필름의 회로층을 적층체의 제4층에 위치시킨다. 고정틀과 적층체를 진공시킨 탄성중합체 백에 넣는다. 진공 백을 예열된 프레스에 위치시키고 171℃(340°F)에서 2.76mPa(400psi)로 1시간 동안 프레싱시켜 적층체를 적층시킨다.
110,000rpm의 속도로 회전하는 드릴을 사용하여 적층체에서 호울을 천공시킨다. 203μm, 305μm 및 508μm 직경의 호울을 천공시킨다. 305μm 및 508μm 호울의 경우, 적층체를 알루미늄/페놀계 물질로 피복하여 천공시 적층체의 손상을 최소화한다. 이어서, 천공된 호울을 플라즈마 부식시켜 에폭시 접착제의 파편을 제거한다. 호울 중의 구리를 무전해 도금시킨 후 구리를 2.5μm의 두께로 전기도금하여 비어를 생성시킨다.
외부 구리층으로 듀퐁사의 포토레지스트를 피복시키고, 또 다른 광 도구를 사용하여 매스킹시키고, 자외선에 노출시킨다. 포토레지스트를 탄산나트륨 2중량% 수용액을 사용하여 현상시켜 노출된 구리 영역을 남긴다. 노출된 구리 영역을 구리 3μm로 전기도금에 의해 도금시키고, 이어서 전기도금 공정에 의해 침착된, 니켈 2.5μm와 금 0.25μm로 이루어진 내식제를 덮어 씌운다. 구리 함유 포토레지스트는 과산화황 내식제를 사용하여 제거한다. 내식제로 피복된 구리는 외부 회로층을 구성한다. 외부 회로층에, 땜납 매스크를 가하여 외부 회로 형태를 보호하는데, 이러한 회로는 라인과 같은 전기 부품을 설치하는데 사용하지 않는다.
동일한 다층 PWB를 실시예 2의 공정에 따라 형성하고 실시예 1C의 2개의 9μm 두께의 구리로 단면이 피복된 25μm 두께의 PIBO 필름에 대해 반복 수행한다.

Claims (34)

  1. 25℃에서의 인장강도가 200MPa을 초과하고, 25℃에서의 탄성률이 0.5GPa를 초과하며, 하나 이상의 면에 전기전도층이 접착되어 있는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  2. 제1항에 있어서, 두께가 150μm 미만인, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  3. 제1항에 있어서, 두께가 50μm 미만인, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  4. 제1항에 있어서, 전기전도층의 두께가 50μm 미만인, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  5. 제4항에 있어서, 전기전도층의 두께가 17μm 미만인, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  6. 제1항에 있어서, 전기전도층이 구리, 알루미늄 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    a) 피로멜리트산 2무수물과 5-아미노-2-(p-아미노페닐)벤즈옥사졸과의 반응생성물,
    b) 피로멜리트산 2무수물과 2,6-(4,4'-디아미노디페닐)벤조[1,2-d:5,4-d']비스옥사졸과의 반응 생성물 및
    c) 피로멜리트산 2무수물과 2,2'-p-페닐렌-비스(5-아미노벤즈옥사졸)과의 반응 생성물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  8. 제1항에 있어서, 25℃에서의 인장강도가 250MPa을 초과하는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  9. 제8항에 있어서, 25℃에서의 인장강도가 300MPa을 초과하는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  10. 제1항에 있어서, IPC 650 2.2.4A에 따라 측정한 영구 횡방향 변형도가 0.02%미만인, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  11. 제1항에 있어서, XY 방향에서의 열팽창계수(CTE)가 -55 내지 125℃에서 1 내지 7ppm/℃인, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  12. 제1항에 있어서, Z 방향에서의 CTE가 -55 내지 125℃에서 100ppm/℃ 미만인, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  13. 제1항에 있어서, 25℃에서의 탄성률이 5GPa을 초과하는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  14. 제1항에 있어서, 전기전도층이 직접 결합되어 있는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  15. 제1항에 있어서, 전기전도층이 접착제에 의해 접착되어 있는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  16. 제1항에 있어서, 패널 또는 가공 패널의 형태로 존재하는, 인쇄 배선판 제조용 폴리이미드벤즈옥사졸(PIBO) 필름.
  17. 25℃에서의 인장강도가 200MPa 이상이고 25℃에서의 탄성률이 0.5GPa를 초과하는 PIBO 필름으로 이루어진 하나 이상의 유전층과 하나 이상의 회로층을 포함하는 인쇄 배선판.
  18. 제17항에 있어서, 단면 인쇄 배선판인 인쇄 배선판.
  19. 제17항에 있어서, 양면 인쇄 배선판인 인쇄 배선판.
  20. 제17항에 있어서, 다층 인쇄 배선판인 인쇄 배선판.
  21. 제17항에 있어서, 유전층이 PIBO 이고 유전층의 두께가 150μm 미만인 인쇄 배선판.
  22. 제21항에 있어서, 유전층이 PIBO이고 유전층의 두께가 50μm 미만인 인쇄 배선판.
  23. 제17항에 있어서, 하나 이상의 회로층의 두께가 50μm 미만인 인쇄 배선판.
  24. 제17항에 있어서, 하나 이상의 회로층의 두께가 17μm 미만인 인쇄 배선판.
  25. 제17항에 있어서, 하나 이상의 회로층이 구리, 알루미늄 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 인쇄 배선판.
  26. 제17항에 있어서, 유전층의 유전률이 1KHz 내지 1GHz의 주파수 범위에 걸쳐서 2 내지 3.3인 인쇄 배선판.
  27. 제17항에 있어서, 하나 이상의 회로층의 라인 폭이 100μm 미만인 전도체를 하나 이상 포함하는 인쇄 배선판.
  28. 제17항에 있어서, 하나 이상의 회로층이 전도체 간격이 100μm 미만인 전도체를 2개 이상 포함하는 인쇄 배선판.
  29. 제17항에 있어서, 2개 이상의 전도성 회로층이 직경이 200μm 미만인 접속성 비어(via)를 하나 이상 포함하는 인쇄 배선판.
  30. 제17항에 있어서, 하나 이상의 회로층이 폭이 0(랜드 부재) 내지 200μm인 환형 호울 링(hole ring)을 하나 이상 포함하는 인쇄 배선판.
  31. 제20항에 있어서, 다층 인쇄 배선판이, a) 에폭시, b) 폴리이미드, c) 시아네이트 에스테르, d) 폴리암산 및 e) 하나 이상의 면에 접착제가 접착되어 있는 PIBO 필름으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 접착제 또는 이들로부터 유도된 접착제인 유전성 접착제 층을 하나 이상 포함하는 인쇄 배선판.
  32. 제17항에 있어서, 열 순환 시험 IPC 650 2.6.6B를 통과하는 인쇄 배선판.
  33. 제20항에 있어서, 회로 밀도가 25리드/cm2(160리드/in2)를 초과하는 인쇄 배선판.
  34. 제33항에 있어서, 멀티칩 모듈(MCM)이 2개 이상의 표면 설치된 IC를 포함하는 인쇄 배선판.
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