KR100525589B1

KR100525589B1 - 배선 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100525589B1
Application number: KR10-2003-0024592A
Authority: KR
Inventors: 미치와키시게루; 수가신지; 나카무라히로시; 류히로유키
Original assignee: 닛뽕빅터 가부시키가이샤
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2005-11-04
Also published as: TW200403962A; JP3446957B1; TW583899B; KR20040019863A; CN1479565A; JP2004095749A

Abstract

본 발명은 쇼트 불량을 일으키지 않고 저저항으로 협피치화가 가능한 배선 기판과 그 제조 방법을 제공한다.

기판(1)상 또는 상기 기판(1)의 절연층(6)상의 도체층(1A, 9)을 에칭 가공하여 얻은 전극 패턴(3, 14)에, 전해 도금으로 도체를 피착(被着)시켜 배선 패턴(4, 10)을 형성하고, 그 단면 형상을, 기판(1) 또는 절연층(6)과 접하는 부분의 폭(Wb1a) 및 그 반대측 단부의 폭(Wt1a)보다도 큰 폭(Wm1a)을 갖도록 형성한다. 또한, 도체층(1A, 9)을 에칭으로 대략 산(山) 형상의 단면 형상의 전극 패턴(3, 14)으로 가공하는 공정과, 그후, 소프트 에칭으로, 그 전극 패턴(3, 14)이 기판(1) 또는 절연층(6)에 접하는 부분의 폭(Wb1) 및 그 반대측 단부의 폭(Wt1)보다도 큰 폭을 갖도록 상기 전극 패턴(3, 14)을 가공하는 공정을 갖는 제조 방법으로 한다.

Description

배선 기판 및 그 제조 방법 {Printed circuit board and its manufacturing method}

본 발명은 배선 기판, 특히 협피치의 배선 패턴을 갖는 배선 기판과 그 제조 방법에 관한 것이다.

소형 모터에 사용하는 코일 패턴을 갖는 코일 기판이나, IC를 탑재하기 위한 배선 패턴을 갖는 BGA(Ball Grid Array) 기판 등의 배선 기판에 대해서는 더욱 고밀도로 배선 패턴을 형성하는 것이 요구되고 있다.

그 요구에 응하기 위해, 종래, 이들 배선 기판에 형성하는 배선 패턴을 도금에 의해서 형성하는 방법이 검토되어 왔다.

그 일례로서, 일본 특허공개 평6-350224호 공보에 기재된 것이 있다(이하, 종래예 1이라고 함).

이것은 도 5에 도시하는 바와 같이, 금속 박판(101)의 표면에서의, 회로를 형성하는 부분 이외에 레지스트(102)를 도포하고, 도포하지 않는 부분에 구리 도금에 의해 소정의 두께의 배선 패턴(103)을 형성한 후, 금속 박판(101)을 제거하여 이루어지는 회로 기판이다.

이 방법에 의해, 도체 패턴 피치(P)를 좁게 하더라도 저저항이 되는 배선 패턴(103)을 갖는 배선 기판을 얻을 수 있다.

또한, 다른 예로서, 일본 특허공고 평7-19950호 공보에 기재된 것이 있다(이하, 종래예 2라고 함).

이것은 도 6에 도시하는 바와 같이, 구리 기판(111) 표면에서의, 회로 이외의 부분의 구리막을 에칭에 의해 제거하는, 이른바 서브트랙티브법(subtractive process)을 사용하여, 이 에칭을 오버 에칭으로 하여 산 형상 또는 대략 I형의 단면 형상의 기본 배선 패턴(112)을 형성한다.

그리고, 그 기본 배선 패턴(112)의 주위에 전해 도금에 의해서 구리층을 피착하여 소정의 단면 형상의 배선 패턴(113)을 형성하는 배선 기판이다.

이 방법에 의해서도 고밀도로 저저항의 배선 패턴(113)을 갖는 배선 기판을 얻을 수 있다.

그런데, 배선 패턴을 보다 협피치화하여 배선 밀도를 높이는 경우에는, 인접하는 배선 패턴간의 간격을 가능한 한 좁게 하고, 또한, 배선 패턴을 저저항으로 하는 것이 중요하다.

그렇지만, 종래예 1에 있어서는 배선 패턴(103)의 단면 형상에 있어서, 레지스트(102)가 배선 패턴(103)의 내측으로 들어간 부분, 즉 패턴 폭(W103)이 금속 박판(101)의 표면에 차지하는 투영 면적에 대하여 두께 방향에 도체로서 이용할 수 없는 공간(102A)을 갖는다.

또한, 형성되는 패턴도 대략 반원형의 단면이 된다. 그 때문에, 패턴 폭(W103)과 패턴 높이(H103)를 이용한 유효 단면적에 대한 패턴이 차지하는 단면적은 대략 60% 정도밖에 얻을 수 없고, 협피치에서의 저저항화에 한계가 있다는 문제가 있었다.

또한, 레지스트(102)가 금속 박판(101)을 제거한 후의 기체(基體)가 되기 때문에, 강도를 확보할 필요성 때문에 이 레지스트(102)를 작게 하는 것은 곤란하여, 배선 패턴(103)의 협피치화에 한계가 있다는 문제가 있었다.

한편, 종래예 2에 있어서는 오버 에칭을 하지만, 오버 에칭에서는 깎는 양의 편차가 크고, 그 때문에 레지스트(114)는 여유를 둔 폭(W5)으로 도포할 필요가 있어, 배선 패턴(113)의 협피치화에 한계가 있다는 문제가 있었다.

또한, 에칭에 의해 형성한 기본 배선 패턴(112)의 기판 상의 윤곽(115)은 에칭 잔여가 발생하여 직선형이 되지 않는다.

그 때문에, 종래예 2를 사시적으로 나타낸 단면도인 도 7에 도시하는 바와 같이, 이 기본 배선 패턴(112)에 도금에 의해서 구리층을 피착하여 형성하는 배선 패턴(113)의 기판면 상의 윤곽도 직선형이 되지 않고, 인접하는 패턴 간격이 일정하게 형성되지 않으며, 특히 협피치의 경우에는 인접 패턴끼리가 연결된 연결부(116)가 형성되어 버린다.

그리고, 이 연결부(116)에서 회로가 쇼트하기 때문에, 연결부(116)의 발생을 막기 위해서, 여유를 둔 패턴 피치로 할 필요가 있어 더욱 협피치화가 어렵다는 문제가 있었다.

그래서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 쇼트 불량을 발생시키지 않고 저저항으로 협피치화가 가능한 배선 기판과 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본원 발명은 수단으로서 다음의 구성을 갖는다.

즉, 청구항 1은 기체(基體) 또는 절연층(6)과, 상기 기체 또는 절연층(6)상에 형성된 금속으로 이루어지는 기본 배선 패턴(3)과, 상기 기본 배선 패턴(3)을 덮는 도체로 이루어지는 도금부(도 3의 배의 반점 모양의 부분)를 구비하고,

상기 기본 배선 패턴(3)은 종단면 형상이, 상기 기체 또는 절연층과 접촉하는 접촉 부분의 제 1 폭 및 상기 접촉 부분의 반대측의 정상면의 제 2 폭보다도 큰 폭의 제 3 폭을 갖고, 상기 기본 배선 패턴(3)과 상기 기본 배선 패턴을 덮는 상기 도금부로 이루어지는 배선 패턴(4)은, 종단면 형상이, 상기 기체 또는 절연층과 접촉하는 접촉 부분의 제 4 폭 및 상기 접촉 부분의 반대측의 정상면의 제 5 폭보다도 큰 폭의 제 6 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 배선 기판이며,

청구항 2는 상기 기본 배선 패턴(4)과 상기 도금부의 도체는 동일 금속인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 배선 기판이고,

청구항 3은 기판(1)상 또는 상기 기판(1)에 형성된 절연층(6)상에 형성된 도체층(1A, 9)을 에칭에 의해 패턴화한 전극 패턴(3, 14)에, 전해 도금에 의해 도체를 피착시켜 소정의 종단면 형상을 갖도록 배선 패턴(4, 10)을 형성하여 이루어지는 배선 기판의 제조 방법에 있어서,

상기 도체층(1A, 9)을 에칭에 의해 대략 산 형상의 종단면 형상을 갖는 전극 패턴(3, 14)으로 가공하는 공정과, 그 후, 소프트 에칭에 의해, 상기 전극 패턴(3, 14)의 종단면 형상이 상기 기판(1) 또는 상기 절연층(6)에 접하는 접촉 부분의 폭(Wb1) 및 상기 접촉 부분의 반대측 단부의 폭(Wt1)보다도 큰 폭을 갖도록 상기 전극 패턴(3, 14)을 가공하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 배선 기판의 제조 방법이며,

청구항 4는 상기 배선 패턴(3, 14)상에 잉크형 절연재 또는 유리 섬유를 포함하지 않는 시트형 절연재에 의해서 절연층(6)을 형성하고, 상기 절연층(6)상에 도금에 의해 도체층(9)을 적층하여 다층화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 배선 기판의 제조 방법이다.

본 발명의 실시의 형태를, 바람직한 실시예에 의해 도 1 내지 도 5에 의해 설명한다.

도 1은 본 발명의 배선 기판의 실시예에 있어서의 제조 방법을 도시하는 개략 단면도이고,

도 2는 본 발명의 배선 기판의 실시예에 있어서의 요부를 설명하는 개략 단면도이며,

도 3은 본 발명의 배선 기판의 실시예의 요부를 설명하는 사시적 단면도이고,

도 4는 본 발명의 배선 기판의 효과를 설명하는 모식적 단면도이다.

본 발명의 실시예에 있어서의 배선 기판과, 공정 (a) 내지 공정 (i)를 갖는 그 제조 공정을 도 1a 내지 도 1j를 참조하여 설명한다.

본 실시예에서는 기판(코어재)으로서 기체(1B; 基體)와 두께 35㎛의 구리층(1A)을 갖는 양면 구리 적층판(1; FR-4)을 사용하고 있다.

도 1에 있어서는 간단하게 하기 위해, 양면 구리 적층판의 일면측에 대해서 도시하고 있지만, 반대면에 대해서도 마찬가지로 배선 패턴이 형성되는 것이다.

또한, 이하의 설명에서 단면은 특별히 기재가 없는 한 종단면을 도시하는 것이다. 또한, 배선 패턴의 단면 형상을 나타내기 위해서 각 치수의 부호를 아래와 같이 정의하고, 설명은 이 부호에 첨자를 붙여 행한다(예를 들면 P에 대해서는 P1, P1a 등).

P : 배선 패턴간 피치(패턴 피치)

Wb : 배선 패턴의 단면 형상에 있어서, 그 외형이 기판에 접하는 접점 부분의 폭[바텀(bottom) 폭]

Wt : 배선 패턴의 단면 형상에 있어서, 기판과 반대측 단부의 폭[탑(top) 폭]

Wm : 배선 패턴의 단면 형상에 있어서의 최대 폭

T : 배선 패턴의 단면 형상에 있어서의 두께

S : 인접 배선 패턴과의 거리(스페이스)

다음에, 각 공정에 대해서 순차 상술한다.

(1) 공정 A : 포토레지스트의 도포(도 1a 참조)

양면 구리 적층판(1)의 표면상의 배선(인출선을 포함)을 형성하지 않은 부분에 포토레지스트(2)를 도포한다.

(2) 공정 B : 에칭(도 1b 참조)

에칭에 의해 포토레지스트(2)가 도포되지 않은 부분의 구리층(1A)을 제거하여 기본 배선 패턴(3)을 형성한다.

이 때, 에칭의 특징으로서 기본 배선 패턴(3)은 포토레지스트(2)측이 약간 많이 깎여 좁아진 대략 산 형상으로 형성된다.

(3) 공정 C : 포토레지스트의 박리(도 1c 참조)

포토레지스트(2)를 제거한다.

이것에 의해 얻어진 기본 배선 패턴(3)의 단면의 상세를 도 2a에 도시한다.

이 기본 배선 패턴(3)은 후공정의 전해 도금에 있어서 전극이 되는 전극 패턴이고, 그 단면 형상은 각 치수를 이하에 도시하는 산 형상이다.

P1 = 180㎛, S1 = 100㎛, Wb1 = 80㎛,

Wt1 = 60㎛, T1 = 35㎛

(4) 공정 D : 소프트 에칭(도 1d 참조)

황산과수계의 소프트 에칭액에 의해 깎는 양을 대략 1㎛로 한 에칭을 실시한다.

이 소프트 에칭은 두께가 얇은 부분을 두께가 두꺼운 부분보다도 많이 에칭하는 작용이 있기 때문에, 기본 배선 패턴(3)의 외형이 기재(1A)에 접하는 부분 근방의 두께가 얇은 부분이 많이 깎여 내측으로 좁아진 역경사면부(3A)가 형성된다(도 2b 참조).

따라서, 대략 산 형상의 측면에 정상부(3B)가 형성되고 거기가 폭 방향의 최대 외형이 된다. 소프트 에칭액으로서는 상기한 것 외에, 과황산계의 소프트 에칭액을 사용할 수 있다.

(5) 공정 E : 전해 도금(도 1e 참조)

양극이 되는 황산구리 도금액 중에, 기본 배선 패턴(3)을 음극으로서 통전하면서 기판(1) 전체를 침지시켜 전해 도금을 실시한다.

음극 전류 밀도를 3A/d㎡, 얻어지는 배선 패턴의 두께가 70㎛가 되도록 도금 조건을 설정하였다.

이 전해 도금에 의해 얻어진 배선 패턴(4)의 단면을 도 2c에 도시한다.

이 공정에서 얻어진 배선 패턴(4)의 단면 형상은 각 치수를 이하에 도시하는 바와 같은 기판측이 좁아진 대략 산 형상이다.

P1a = 180㎛, Wm1a = 150㎛, S1a = 30㎛,

Wb1a = 115㎛, Wt1a = 70㎛, T1a = 72㎛

배선 패턴을 단층으로 하는 경우는 이상 설명한 공정 A 내지 공정 E를 실시하고, 마지막으로 필요에 따라서 PSR[5; 포토솔더레지스트(photo solder resist)] 등의 보호층을 표면에 형성하여 배선 기판은 완성된다(도 1e1 참조).

배선 패턴을 다층으로 하는 경우는 공정 E 이후에, 이하에 설명하는 빌드업 공정 F 내지 공정 I를 실시하여 다층화한다.

(6) 공정 F : 절연층의 형성(도 1f 참조)

공정 E에서 얻어진 단층의 배선판에 표면 조화(粗化) 처리인 흑화 처리를 실시한 후, 잉크형의 절연 재료를 도포하여 절연층(6)을 형성한다. 표면 조화 처리로서는 CZ 처리이어도 좋다. 절연층(6)의 도포 두께는 기체(1B)의 면으로부터 100㎛로 하였다.

또한, 절연 재료로서 유리 섬유(glass fabrics)를 포함하지 않는 절연 시트를 사용하여, 진공 라미네이트에 의해 절연층을 형성하여도 좋다. 모두, 박층으로 형성하여도 배선 패턴간의 비교적 깊고 좁은 공간에 완전하게 충전할 수 있는 것이다.

(7) 공정 G : TH(스루홀), LBH(레이저 비아 홀) 등의 형성(도 1g 참조)

필요에 따라서 소정의 위치에 TH(7) 또는 LBH(8)를 형성한다.

(8) 공정 H : 제 2 구리층 형성(도 1h 참조)

절연층(6)의 외측에 두께 35㎛의 제 2 구리층(9)을 무전해 도금 및 전해 도금에 의해 형성한다.

TH나 LBH는 이 도금에 의해 구리가 충전된다.

(9) 공정 I : 외층 배선 패턴의 형성(도 1i 참조)

공정 A 내지 공정 E를 다시 실시하여, 절연층(6)의 외측에 제 2 배선 패턴(10)을 형성한다.

이상의 공정 F 내지 공정 I에 의해 2층으로 적층된 제 1, 제 2 배선 패턴(4, 10)이 형성된다.

이 제 2 배선 패턴(10)의 단면 형상은 각 치수를 이하에 도시하는 바와 같은 기판측이 좁아진 대략 산 형상이다.

P1b = 180㎛, Wb1b = 112㎛, Wt1b = 72㎛,

Wm1b = 153㎛, T1b = 72㎛, S1b = 27㎛

이 다음, 공정 A 내지 공정 I를 마찬가지로 반복하는 것으로 더욱 다층화가 가능해진다.

최종층의 배선 패턴이 형성되면, 필요에 따라서 PSR(5; 포토솔더레지스트) 등의 보호층을 표면에 형성하여 다층의 배선 기판은 완성된다(도 1ej 참조).

이상의 공정에 의해서 얻어진 배선 패턴의 저저항화를 평가하기 위해서, 이하에 도시하는 바와 같은 유효 단면적률을 산출하였다.

구체적으로는, 배선 패턴의 실제의 단면적(SZ)과, 그 패턴의 단면 형상에 있어서의 최대 폭과 패턴 두께를 곱한 이상 단면적(SR)으로부터, 유효 단면적률 SY = (SZ/SR)*100을 산출하는 것이다.

이 유효 단면적률(SY)은 그 값이 100%에 가까울 수록 배선 패턴의 공간적 이용률이 높고, 배선 패턴이 고밀도로 더욱 저저항화하여 뛰어난 패턴인 것을 나타내고, 배선 패턴의 저저항화를 평가하는 경우에 유효한 지표이다.

그 결과, 실시예에 있어서의 제 1, 제 2 배선 패턴(4, 10)의 단면적(SZ)은 각각 9600㎛², 10000㎛²이고, 이상 단면적은 각각 10800㎛², 11322㎛²이기 때문에, 유효 단면적률(SY)은 각각 89%, 88%라는 고율로 형성되어 있다.

따라서, 실시예와 같이 전해 도금과 소프트 에칭을 병용하여 하부가 좁아진 대략 산 형상으로 배선 패턴을 형성함으로써 고밀도로 저저항의 배선 패턴을 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

또한, 상술한 바와 같이, 제 1, 제 2 배선 패턴(4, 10)의 외형과 기체(1B) 또는 절연층(6)의 접점 부분이 소프트 에칭(공정 D)에 의해 깎여, 내측으로 좁아진 역경사면부(4A, 10A)가 형성되기 때문에, 에칭(공정 B)으로 발생하는 에칭 잔여물이 제거된다.

그 때문에, 실시예의 배선 패턴을 사시적 단면으로 나타낸 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1, 제 2 배선 패턴(4, 10)의 기체(1B) 또는 절연층(6) 형상의 윤곽은 직선형이 되기 때문에 안정되게 스페이스(S)를 확보할 수 있어, 쇼트 불량이 대폭으로 저감된다.

다음에, 실시예의 배선 패턴과, 배선 패턴이 기판과 접하는 폭을 단면 형상의 최대 폭으로 하는 예를 들면 종래예 2에 도시하는 바와 같은 산 형상 단면 패턴과 그 단면적을 비교한다.

도 4는 최대 폭(Wb0)과 동일한 경우의 실시예의 배선 패턴의 단면 형상을 실선으로 도시하고, 종래예 2의 배선 패턴(40A, 40B)의 단면 형상을 파선으로 도시한 개략 단면도이다.

실시예의 배선 패턴(4, 10)의 단면 형상에 있어서의 최대 외형 폭은 기판과 접하고 있는 부분이 아니라, 대략 산 형상의 측면에 형성된 정상부(4B, 10B)의 간격이다.

따라서, 거의 상기 도면의 점을 찍어 표시한 범위의 면적만큼 실시예의 배선 패턴(4, 10)쪽의 단면적이 넓은 것을 알 수 있다.

즉, 실시예에 의하면, 인접 패턴과의 스페이스가 같아도 단면적이 크기 때문에 저저항의 배선 패턴을 갖는 배선 기판을 얻을 수 있다.

반대로, 같은 저항치로 하면, 종래의 배선 패턴보다도 협피치화가 가능한 고밀도 배선을 가능하게 하는 배선 기판을 얻을 수 있다.

이 실시예의 효과에 대해서 비교예를 사용하여 평가한 것으로 상세하게 설명한다.

평가에 사용한 배선 기판은 편면 2층의 양면 4층으로 작성하고, 실시예는 상술한 공정에 의해, 또한, 비교예는 실시예에 대하여, 제 1, 제 2 배선 패턴의 형성 방법과 적층시의 절연층(6)의 형성 방법이 다른 것으로 하여 2종류 작성하였다.

비교예의 작성 방법에 대해서 이하에 설명한다.

<비교예 1>

비교예 1의 배선 기판의 제작 공정은 실시예의 공정에 대하여 소프트 에칭(공정 F)을 행하지 않은 것이며, 또한, 적층시의 절연층의 형성 방법도 다른 것이다.

후자에 대해서 구체적으로는 실시예가 잉크형의 절연 재료를 도포하는 것에 대하여, 비교예 1에서는 프리프레그(prepreg)와 구리박(copper foil)을 압착 프레스에 의해 적층하고 있다.

1-① : 기체(1B)와 두께 35㎛의 구리층(1A)을 갖는 양면 구리 적층판(1; FR-4)의 표면상의 배선(인출선을 포함)을 형성하지 않은 부분에 에칭 레지스트층(2)을 형성한다(도 8a 참조).

1-② : 에칭에 의해 에칭 레지스트층(2)이 형성되지 않은 부분의 구리층(1A)을 제거하여 기본 배선 패턴(30A)을 형성한다(도 8b 참조).

이 때, 에칭의 특징으로서 기본 배선 패턴(30A)은 포토레지스트층(2)측이 약간 많이 깎여 좁아진 대략 산 형상으로 형성된다.

1-③ : 에칭 레지스트층(2)을 제거한다(도 8c 참조).

1-④ : 양극이 되는 황산구리 도금액 중에, 기본 배선 패턴(30A)을 음극으로서 통전하면서 기판 전체를 침지시켜 전해 도금을 실시한다(도 8d 참조).

음극 전류 밀도를 3A/d㎡, 최종 패턴 두께가 70㎛가 되도록 조건 설정하였다.

이 전해 도금에 의해 얻어진 제 1 배선 패턴(40A)은 각 치수를 이하에 도시하는 바와 같은 대략 산 형상이다.

P2a = 180㎛, Wm2a = Wb2a = 150㎛, S2a = 30㎛,

Wt2a = 70㎛, T2a = 69㎛

1-⑤ : 다음에 흑화 처리를 행하고, 그 후, 두께 100㎛의 프리프레그(11)와 두께 35㎛의 구리박(12)을 적층 프레스에 의해 기판에 적층하였다(도 8e 참조).

1-⑥ : 상술한 1-① 내지 1-④를 다시 실시하여 제 2 배선 패턴(40A)을 형성하였다.

이러한 제 2 배선 패턴(40A)은 각 치수를 이하에 도시하는 바와 같은 대략 산 형상으로 형성하였다.

P2b = 180㎛, Wm2b = Wb2b = 150㎛, S2b = 30㎛,

Wt2b = 70㎛, T2b = 69㎛

<비교예 2>

비교예 2의 배선 기판의 배선 패턴의 형성 방법은 비교예 1과 동일하고, 적층시의 절연층의 형성 방법이 실시예와 동일한 것이다. 이하에 도 9를 이용하여 이 비교예 2의 상세를 설명한다.

2-① : 기체(1B)와 두께 35㎛의 구리층(1A)을 갖는 양면 구리 적층판(1; FR-4)의 표면상의 배선(인출선을 포함)을 형성하지 않은 부분에 에칭 레지스트층(2)을 형성한다(도 9a 참조).

2-② : 에칭에 의해 에칭 레지스트층(2)이 형성되어 있지 않은 부분의 구리층(1A)을 제거하여 기본 배선 패턴(30B)을 형성한다(도 9b 참조).

이 때, 에칭의 특징으로서 기본 배선 패턴(30B)은 에칭 레지스트층(2)측이 약간 많이 깍여 좁아진 대략 산 형상으로 형성된다.

2-③ : 에칭 레지스트(2)를 제거한다(도 9c 참조).

2-④ : 양극이 되는 황산구리 도금액 중에, 기본 배선 패턴(30B)을 음극으로서 통전하면서 기판 전체를 침지시켜 전해 도금을 실시한다(도 9d 참조).

이 전해 도금에 의해 얻어진 제 1 배선 패턴(40B)은 각 치수를 이하에 도시하는 바와 같은 대략 산 형상이다.

P3a = 180㎛, Wm3a = Wb3a = 149㎛, S3a = 31㎛,

Wt3a = 70㎛, T3a = 71㎛

2-⑤ : 다음에 흑화 처리를 행하고, 그 후, 잉크형의 절연 재료를 도포하여 절연층(6)을 형성한다. 도포 두께는 기체(1B)의 면으로부터 100㎛로 하였다.

2-⑥ : 절연층(6)의 외측에 두께 35㎛의 제 2 구리층(9)을 무전해 도금 및 전해 도금에 의해 형성한다(도 9e 참조).

2-⑦ : 그리고, 2-① 내지 2-④의 공정을 다시 실시하여 제 2 배선 패턴(40B)을 형성하였다.

이러한 제 2 배선 패턴(40B)은 각 치수를 이하에 나타내는 바와 같은 대략 산 형상이다.

P3b = 180㎛, Wm3b = Wb3b = 149㎛,

Wt3b = 71㎛, T3b = 72㎛, S2b = 30㎛

이상과 같이 작성한 실시예, 비교예 1 및 비교예 2의 배선 기판의 사양을 정리한 것을 표 1에 나타낸다.

각 배선 패턴 사양 ( )는 단위

	층종류	소프트에칭	절연층재료	총두께T(㎛)	바텀 폭Wb(㎛)	최대 폭Wm(㎛)	탑 폭Wt(㎛)	스페이스S(㎛)	피치P(㎛)
실시예	제1층	있음	잉크형	72	115	150	70	30	180
실시예	제2층	있음	잉크형	74	112	153	72	27	180
비교예1	제1층	없음	프리프레그	69	150	150	70	30	180
비교예1	제2층	없음	프리프레그	72	148	148	68	32	180
비교예2	제1층	없음	잉크형	71	149	149	70	31	180
비교예2	제2층	없음	잉크형	72	149	149	71	30	180

<평가>

상술한 실시예, 비교예 1 및 비교예 2의 배선 기판을 공시품으로 하여, 핫 오일(hot oil) 시험과 쇼트 불량 시험이라고 하는 2가지의 방법으로 평가하였다.

이 결과에 대해서 표 2에 나타내고 상술한다.

평가 결과 ( )는 단위

	소프트 에칭	절연층 재료	핫 오일 시험	쇼트 불량 발생률
실시예	있음	잉크형	양호	1% 이하
비교예 1	없음	프리프레그	70회	80%
비교예 2	없음	잉크형	양호	80%

(A) 핫 오일 시험

핫 오일 시험은 공시품을 260℃의 오일에 10초간 담근 후, 상온 공기 중에 20초 방치하는 처리를 1회로 하여, 이것을 100회 실시하는 것이다. 100회 실시하여 계속 접속을 유지하고 있는 것을 양호한 것으로 하였다.

그 결과, 실시예 및 비교예 2는 양호인 것에 대하여, 비교예 1은 70회에서 접속을 유지할 수 없게 되어 불량으로 되었다.

이것은 프리프레그(11)의 압착에 있어서, 제 1 배선 패턴(40A)간의 두께 방향 약 70㎛, 폭 방향 약 30㎛의 공간에 프리프레그(11)가 충분히 충전되지 않아 보이드(13; void)를 발생시키고, 그 상태에서 온도 부하가 가해지는 것으로 보이드(13)로부터 크랙이 발생하여 층간 박리가 생겼기 때문이다.

따라서, 다층화하는 경우의 층간 절연층의 형성 방법으로서는 협피치화에 의해 좁아지는 배선 패턴간에 확실하게 충전할 수 있는 절연층의 재료로서는 프리프레그가 아니라 잉크형의 절연재 또는 유리 섬유를 포함하지 않는 절연 시트를 사용하는 것이 유효하고, 그것에 의하여 적층 두께를 더욱 얇게 하여 고밀도로 하는 것도 가능해진다.

(B) 쇼트 불량 평가

쇼트 불량 평가는 공시품의 인덕턴스(inductance)를 측정하고, 규격치에 대하여 ±10% 이상의 차가 있는 경우에 불량으로 하는 것이다. 그리고, 이 쇼트 불량의 발생률이 1% 이하가 되는 예를 양호로 평가하였다.

그 결과, 실시예와 비교예 2가 양호한 것에 대하여, 비교예 1이 80%의 불량 발생률로 되었다.

이것은 상술한 바와 같이, 에칭에 의한 배선 패턴 형성에 있어서 패턴과 기판의 경계부에 에칭 잔여물이 생겨, 인접 패턴과의 소정의 스페이스 약 30㎛를 확보할 수 없는 부분이나 연결되어 버린 부분이 있기 때문이다.

이 에칭 잔여물을 제거하는 소프트 에칭에 의해, 30㎛의 스페이스에서 쇼트 불량을 양호하게 방지할 수 있는 것이 명확해졌다.

그런데, 본 발명의 실시예는 상술한 구성에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 예를 들면 하기와 같이 변경이 가능하다.

기판은 양면 기판이 아니라 편면 기판이어도 좋다. 또한, 단층이나 다층이어도 되고, TH나 LBH도 자유롭게 설치하여도 좋은 것이다.

포토레지스트, 에칭액 및 소프트 에칭액도 한정되는 것은 아니고, 또한 에칭 조건도 사용하는 액에 따라서 최적이 되도록 설정하여도 되는 것이다.

이상 상술한 바와 같이, 본원 발명에 의하면, 배선 패턴의 단면 형상을, 배선 패턴이 기판 또는 절연층과 접하는 접촉 부분의 폭 및 상기 접촉 부분의 반대측 단부의 폭보다도 큰 폭을 갖도록 형성하였기 때문에, 에칭 잔여물에 의한 불량을 발생시키지 않고 배선 패턴을 더욱 협피치화한 배선 기판이 얻어진다.

또한, 인접 패턴과의 스페이스가 같더라도 단면적이 커지기 때문에 더욱 저저항의 배선 패턴을 갖는 배선 기판이 얻어진다.

한편, 도체층을 에칭에 의해 대략 산 형상의 단면 형상을 갖는 전극 패턴으로 가공한 후, 소프트 에칭에 의해서, 전극 패턴의 단면 형상이 기판 또는 절연층에 접하는 접촉 부분의 폭 및 접촉 부부의 반대측 단부의 폭보다도 큰 폭을 갖도록, 전극 패턴 외형의 기판 또는 절연층과 접하는 부분을 내측으로 도려내도록 가공하였기 때문에, 그 후의 전해 도금에 의해서 배선 패턴의 외형이 기판 또는 절연층과 접하는 부분이 내측으로 좁아진 단면 형상으로 형성된다.

따라서, 에칭 잔여물에 의한 쇼트 불량을 발생시키지 않고 배선 패턴을 더욱 협피치화한 배선 기판이 얻어지는 동시에, 인접 패턴과의 스페이스가 같더라도 단면적이 커지기 때문에 더욱 저저항의 배선 패턴을 갖는 배선 기판이 얻어진다.

또한, 다층화 공정에 있어서, 배선 패턴 상에 잉크형 절연재 또는 유리 섬유를 포함하지 않는 시트형 절연재를, 도포 또는 진공 라미네이트하여 절연층을 형성한 후, 그 절연층 상에 도체층을 도금으로 적층 형성하였기 때문에, 보이드가 발생하지 않아 신뢰성이 뛰어나며, 층간 거리가 짧고 고밀도화한 다층의 배선 기판을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 배선 기판의 실시예에 있어서의 제조 방법을 도시하는 개략 단면도.

도 2는 본 발명의 배선 기판의 실시예에 있어서의 요부를 설명하는 개략 단면도.

도 3은 본 발명의 배선 기판의 실시예의 요부를 설명하는 사시적 단면도.

도 4는 본 발명의 배선 기판의 효과를 설명하는 모식적 단면도.

도 5는 종래의 배선 기판의 예를 도시하는 단면도.

도 6은 종래의 배선 기판의 다른 예를 도시하는 단면도.

도 7은 종래의 배선 기판의 다른 예를 설명하는 사시적 단면도.

도 8은 비교예 1의 제작 공정을 설명하는 개략 단면도.

도 9는 비교예 2의 제작 공정을 설명하는 개략 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 구리 적층판(기판) 1A : 구리층(도체층)

1B : 기체(基體) 2 : 포토레지스트

3, 14 : 기본 배선 패턴(전극 패턴) 3A : 역경사면부

3B : 정상부 4 : (제 1) 배선 패턴

5 : 포토솔더레지스트(PSR) 6 : 절연층

7 : 스루홀(TH) 8 : 레이저 비아 홀(LVH)

9 : 제 2 구리층(제 2 도체층) 10 : 제 2 배선 패턴

11 : 프리프레그(prepreg) 12 : 구리박(copper foil)

13 : 보이드

Claims

배선 기판에 있어서,

기체(基體) 또는 절연층과,

상기 기체 또는 절연층 상에 형성된 금속으로 이루어지는 기본 배선 패턴과,

상기 기본 배선 패턴을 덮는 도체로 이루어지는 도금부를 구비하고,

상기 기본 배선 패턴은 종단면 형상이, 상기 기체 또는 절연층과 접촉하는 접촉 부분의 제 1 폭 및 상기 접촉 부분의 반대측의 정상면의 제 2 폭보다도 큰 폭의 제 3 폭을 갖고,

상기 기본 배선 패턴과 상기 기본 배선 패턴을 덮는 상기 도금부로 이루어지는 배선 패턴은, 종단면 형상이, 상기 기체 또는 절연층과 접촉하는 접촉 부분의 제 4 폭 및 상기 접촉 부분의 반대측의 정상면의 제 5 폭보다도 큰 폭의 제 6 폭을 갖는 것을 특징으로 하는, 배선 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 기본 배선 패턴과 상기 도금부의 도체는 동일 금속인 것을 특징으로 하는, 배선 기판.
기판 상 또는 상기 기판에 형성된 절연층 상에 형성된 도체층을 에칭에 의해 패턴화한 전극 패턴에, 전해 도금에 의해 도체를 피착시켜 소정의 종단면 형상을 갖도록 배선 패턴을 형성하여 이루어지는 배선 기판의 제조 방법에 있어서,

상기 도체층을 에칭에 의해 대략 산 형상의 종단면 형상을 갖는 전극 패턴으로 가공하는 공정과,

그 후, 소프트 에칭에 의해, 상기 전극 패턴의 종단면 형상이 상기 기판 또는 상기 절연층에 접하는 접촉 부분의 폭 및 상기 접촉 부분의 반대측 단부의 폭보다도 큰 폭을 갖도록 상기 전극 패턴을 가공하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 배선 기판 제조 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 배선 패턴 상에 잉크형의 절연재 또는 유리 섬유를 포함하지 않는 시트형 절연재에 의해서 절연층을 형성하고, 상기 절연층 상에 도금에 의해 도체층을 적층하여 다층화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 배선 기판 제조 방법.