KR100615382B1

KR100615382B1 - 프린트회로기판용 클래드판, 이를 사용한 다층프린트회로기판 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100615382B1
Application number: KR1020007014957A
Authority: KR
Inventors: 사이조긴지; 요시다가즈오; 오사와신지
Original assignee: 도요 고한 가부시키가이샤
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2006-08-25
Also published as: CN1612678A; CN100596263C; EP1111975B1; US6730391B1; EP1111975A1; CN1311977A; DE69938456T2; CN1234262C; US20020166840A1; US6579565B2; EP1111975A4; WO2000005934A1; KR20010071675A; AU4798599A; TW585813B; DE69938456D1; MY124084A

Abstract

본 발명은, 저렴하게 제조할 수 있으면서 양호한 특성을 갖는 프린트회로기판용 클래드판, 이를 사용한 다층프린트회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 도체층 (10, 17, 18) 등을 형성하는 구리박재 (19, 24, 33) 와 에칭스톱퍼층 (11, 12) 을 형성하는 니켈도금 (20,21) 을 다층으로 적층시킴과 동시에 압접하여 프린트회로기판용 클래드판 (34) 을 형성하고, 이 프린트회로기판용 클래드판 (34) 을 선택적으로 에칭하여 베이스를 제조하고, 베이스의 표면에 외부도체층 (15, 16) 을 형성함과 동시에 패터닝을 실시하고, 도체층 (10, 15, 16) 간의 전기적접속을 구리박재 (19, 24, 33) 나 니켈도금 (20, 21) 을 에칭하여 형성한 기둥형상도체 (17, 18) 를 통하여 실시함으로써 다층프린트회로기판을 제조한다.

다층 프린트회로기판, 클래드판, 반도체장치

Description

프린트회로기판용 클래드판, 이를 사용한 다층 프린트회로기판 및 그의 제조방법{CLAD BOARD FOR PRINTED-CIRCUIT BOARD, MULTILAYERED PRINTED-CIRCUIT BOARD, AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}

본 발명은 반도체의 다집적화에 대응할 수 있는 다층 프린트회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근년, 반도체 디바이스의 고집적화, 다핀화, 소형화, 또, 전자기기의 소형·경량화에 따라, 고밀도의 실장기판이 요구되게 되어 오고 있어, 이를 가능하게 하기 위해, 프린트회로기판의 다층화, 배선밀도의 향상에 관한 연구·개발이 실시되어 왔다.

그리고, 다층화하는 방식의 하나로서, 소위 빌드업 방식에 의한 다층화가 개발되어 널리 실시되고 있다. 이 방법은, 절연층과 회로를 적층시켜 가는 방법으로, 층간의 접속은, 절연층에 포트에칭을 실시하여, 비어홀을 형성하고, 그 표면에 도금을 실시함으로써 행하는 것으로, 비어홀의 형성에 레이저를 사용하는 경우도 있다.

일본 특개평 8-264971 호에 이와 같은 빌드업 방식을 사용하는 다층 프린트회로기판의 제조방법이 개시되어 있고, 이 제조방법을 도 9 를 참조하여 간단하게 설명하면 이하와 같게 된다.

먼저, 내층도체패턴 (50) 을 갖는 내층기판 (51) 상에 있어서의 패턴비형성영역 (52) 에, 먼저, 제 1 수지층 (53) 을 형성한다. 제 1 수지층 (53) 은, 내층도체패턴 (50) 의 측면과의 사이에 소정의 클리어런스 (54) 를 유지하도록 형성된다. 다음에, 수지 바니쉬(resin varnish)를 도포, 경화에 의해, 절연층을 구성하는 제 2 수지층 (55) 을 형성한다. 제 2 수지층 (55) 은, 클리어런스 (54) 를 매우면서 내층도체패턴 (50) 및 제 1 수지층 (53) 을 피복한다. 또한, 제 2 수지층 (55) 상에 접착제층 (56) 을 형성한 후 조화(粗化)를 실시하여, 무전해도금에 의해 접착제층 (56) 상에 외층도체패턴 (57) 을 형성한다.

그러나, 상기의 빌드업 다층프린트회로기판은, 아직, 이하의 해결해야하는 과제를 갖고 있었다.

즉, 상기의 방법에 있어서는, 내층도체패턴 (50) 을 갖는 내층기판 (51) 의 양측에 외층도체패턴 (57) 을 적층하여 다층프린트회로기판을 제조할 때에, 제 1 수지층 (53) 의 형성, 수지 바니쉬의 도포, 경화에 의한 제 2 수지층 (55) 의 형성, 또한 접착제층 (56) 의 형성이란 복잡한 공정을 필요로 하기 때문에, 빌드업 다층프린트회로기판의 저비용화를 꾀할 수 없었다.

또, 다층프린트회로기판을 제조하는 다른 방법으로서 금속박막을 증착법에 의해 피착하는 방법이 있으나, 이 방법에서는, 피막의 형성이 얇은 (예컨대 수 ㎛) 경우에는 포어(pore)가 발생하기 쉽고, 두꺼운 (예컨대 수 10 ㎛ 이상) 경우에는 작업성이 나빠, 비용이 상승되는 문제가 있었다.

본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하고자 하는 것으로, 저렴하게 제조할 수 있으면서 양호한 특성을 갖는 프린트회로기판용 클래드판, 이를 사용한 다층프린트회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1 의 프린트회로기판용 클래드판은, 구리박재와 니켈박재를 0.1 ∼ 3% 의 압하율(壓下率)로 압접하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

청구항 2 의 클래드판은, 편면 또는 양면에 니켈도금을 구비하는 구리박재와, 다른 구비박재 또는 편면에 니켈도금을 구비하는 구리박재를 0.1 ∼ 3% 의 압하율로 압접하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

청구항 3 의 클래드판은, 구리/니켈/구리/니켈/구리의 5 층인 것을 특징으로 한다.

청구항 4 의 다층프린트회로기판은, 청구항 1 또는 2 기재의 프린트회로기판용 클래드판을 선택적으로 에칭하여 내부도체층을 갖는 베이스를 형성하고, 이 베이스의 표면에 절연층 및 외부도체층을 형성하여, 이 외부도체층에 패터닝을 실시하고, 다시 내부도체층과 외부도체층을 이 베이스내에 에칭에 의해 형성한 기둥형상 도체를 통하여 전기적으로 접속한 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.

청구항 5 의 다층프린트회로기판의 제조방법은, 도체층 등을 형성하는 구리박재와 에칭스톱층을 형성하는 니켈박재 또는 니켈도금을 적층함과 동시에 0.1 ∼ 3% 의 압하율로 압접하여 프린트회로기판용 클래드판을 형성하고, 이 다층클래드판을 선택적으로 에칭하여 베이스를 제조하고, 이 베이스의 표면에 절연층 및 외부도 체층을 형성하여, 이 외부도체층에 패터닝을 실시하고, 다시 내부도체층과 외부도체층을 이 베이스내에 에칭에 의해 형성한 기둥형상 도체를 통하여 전기적으로 접속함으로써 다층프린트회로기판을 제조하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6 의 제조방법은, 상기 프린트회로기판용 클래드판이, 진공조내에서 상기 구리박과 상기 니켈박 또는 니켈도금의 접합면을 미리 활성화처리한 후, 상기 구리박과 상기 니켈박재 또는 니켈도금을 적층하여 0.1 ∼ 3% 의 압하율로 냉간압접함으로써 형성하고, 이 때, 상기 활성화처리를 ① 1×10^-1 ∼ 1×10^-4 Torr 의 극저압불활성가스분위기중에서, ② 접합면을 갖는 상기 구리박재와 상기 니켈도금을 각각 어스접지한 일방의 전극 A 로 하고, 절연지지된 다른 전극 B 와의 사이에 1 ∼ 50 ㎒ 의 교류를 인가하여 글로우방전을 실시시키고, ③ 또한, 상기 글로우방전에 의해 발생한 플라즈마중에 노출되는 전극의 면적이, 전극 B 의 면적의 1/3 이하이고, ④ 스퍼터 에칭처리함으로써 실시하도록 된 것을 특징으로 한다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 다층프린트회로기판의 제조방법의 공정설명도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 다층프린트회로기판의 제조방법의 공정설명도이다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 다층프린트회로기판의 제조방법의 공정설명도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 다층프린트회로기판의 제조방법의 공정설명도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 다층프린트회로기판의 제조방법의 공정설명도이다.
도 6 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 다층프린트회로기판의 제조방법의 공정설명도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 다층프린트회로기판의 제조방법의 공정설명도이다.
도 8 은, 클래드금속판의 제조장치의 단면정면도이다.
도 9 는 종래의 다층프린트회로기판의 정면도이다.

이하, 첨부도면에 나타낸 일 실시형태를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

먼저, 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 다층프린트회로기판의 제조에 대하여, 도 7 을 참조하여 설명한다.

도시하는 바와 같이, 구리박으로 이루어지는 내부도체층 (10 ; 예컨대, 10 ∼ 100 ㎛) 의 양면에는 니켈도금으로 이루어지는 에칭스톱퍼층 (11, 12 ; 예컨대, 두께 0.5 ∼ 3 ㎛) 이 접합되어, 베이스의 코어를 형성하고 있다. 내부도체층 (10) 의 양면에는 수지로 이루어지는 절연층 (13, 14) 을 사이에 두고 구리도금으로 이루어지는 외부도체층 (15, 16 ; 예컨대 두께 10 ∼ 100 ㎛) 이 형성되어 있다. 그리고, 내부도체층 (10) 과 외부도체층 (15, 16) 은 구리로 이루어지는 기둥형상 도체 (17, 18 ; 예컨대 10 ∼ 100 ㎛) 에 의해 전기적으로 접속함으로써 베이스를 형성하고 있다. 그리고, 이 외부도체층 (15, 16) 의 표면에 패터닝을 실시함으로써, 다층프린트회로기판을 형성하고 있다.

다음으로, 상기의 다층프린트회로기판의 제조방법에 대하여 설명한다.

먼저, 다층프린트회로기판을 제조했을 때에 내부도체층 (10) 이 되는 구리박 (19 ; 예컨대 두께 10 ∼ 100 ㎛) 의 양면에 에칭스톱퍼층 (11, 12) 이 되는 니켈 도금 (20, 21) 을 실시하여 니켈도금 구리박재 (22) 를 제조한다 (도 1 참조).

니켈도금구리박재 (22) 를, 도 8 에 나타낸 클래드판 제조장치에 있어서의 되감기 릴 (23) 에 감는다. 또, 기둥형상 도체 (17) 로 되는 구리박재 (24) 를 되감기 릴 (25) 에 감는다.

되감기 릴 (23, 25) 로부터 니켈도금구리박재 (22) 와 구리박재 (24) 를 동시에 되감아, 그 일부를 에칭챔버 (26) 내에 돌출된 전극롤 (27, 28) 에 감아, 에칭챔버 (26) 내에서, 스퍼터 에칭처리하여 활성화한다.

이 때, 활성화처리는, 본 출원인이 앞에 일본 특개평 1-224184 호에서 개시한 바와 같이, ① 1×10^-1 ∼ 1×10^-4 Torr 의 극저압불활성가스분위기중에서, ② 접합면을 갖는 니켈도금구리박재 (22) 와 구리박재 (24) 를 각각 어스접지한 일방의 전극 A 로 하고, 절연지지된 다른 전극 B 와의 사이에 1 ∼ 50 ㎒ 의 교류를 인가하여 글로우방전을 실시시키고, ③ 또한, 상기 글로우방전에 의해 발생한 플라즈마중에 노출되는 전극의 면적이, 전극 B 의 면적의 1/3 이하에서, ④ 스퍼터 에칭처리함으로써 실시한다.

그 후, 진공조 (29) 내에 형성한 압연유닛 (30) 에 의해 냉간압접하고, 3 층 구조를 갖는 프린트회로기판용 클래드판 (31) 을 권취롤 (32) 에 감는다.

다음에, 이 3 층 구조를 갖는 프린트회로기판용 클래드판 (31) 을 다시 되감기 릴 (23) 에 감는다. 또, 기둥형상 도체 (18) 가 되는 구리박재 (33 ; 도 1 참조) 를 되감기 릴 (25) 에 감는다. 되감기 릴 (23, 25) 로부터 클래드판 (31) 과 구리박재 (33) 를 각각 되감고, 그 일부를 에칭챔버 (26) 내에 돌출된 전극롤 (27, 28) 에 감아, 에칭챔버 (26) 내에서, 스퍼터 에칭처리되어 활성화된다.

이 경우도, 활성화처리는, 마찬가지로, ① 1×10^-1 ∼ 1×10^-4 Torr 의 극저압불활성가스분위기중에서, ② 접합면을 갖는 프린트회로기판용 클래드판 (31) 과 구리박재 (33) 를 각각 어스 접지한 일방의 전극 A 로 하고, 절연지지된 다른 전극 B 와의 사이에 1 ∼ 50 ㎒ 의 교류를 인가하여 글로우방전을 실시시키고, ③ 또한, 상기 글로우방전에 의해 발생한 플라즈마중에 노출되는 전극의 면적이, 전극 B 의 면적의 1/3 이하에서, ④ 스퍼터 에칭처리함으로써 실시하고, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 5 층 구조를 갖는 프린트회로기판용 클래드판 (34) 을 제조한다.

또한, 상기에서는, 구리박재에 미리 니켈도금을 한 것을 압접하는 예를 설명했는데, 니켈도금 대신에 상기 설비를 사용하여 구리박재에 니켈박을 압접한 것을 사용할 수도 있다. 이 경우, 구리박재의 양면에 니켈박을 압접한 것도 적용할 수 있다.

또, 상기 설비를 사용하여 압접을 반복함으로써, 구리/니켈/구리/니켈/구리의 순서로, 구리층을 표리층에 형성하고, 중간층에 니켈층을 통한 다층의 클래드판을 제조할 수 있다.

또한, 상기 되감기 릴을 3 대 이상 형성하여 이들의 릴에 구리박재나 니켈박재 등을 설치하고, 3 대 이상의 릴로부터 박재의 공급을 동시에 받음으로써, 1 회의 압접으로 다층구조의 클래드판을 제조할 수 있다.

다음에, 프린트회로기판용 클래드판 (34) 을 원하는 크기로 절단한 후, 도 2 ∼ 도 7 을 참조하여 설명하는 이하의 공정을 거쳐 다층프린트회로기판을 제조한다.

먼저, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 구리박재 (24, 33) 의 표면에 포토레지스트막 (35, 36) 을 형성한 후, 노광·현상한다.

도 3 에 나타낸 바와 같이, 구리박재 (24, 33) 의 선택스위칭을 실시하여, 구리박재 (24, 33) 를 기둥형상도체 (17, 18) 를 남겨 제거한다.

도 4 에 나타낸 바와 같이, 니켈도금 (20) 의 표면에 포토레지스트막 (37) 을 형성함과 동시에 노광, 현상을 실시하고, 또, 니켈도금 (21) 의 표면에 절연층 (14) 을 형성하기 위한 수지 (38) 를 도포한다. 또한 수지면을 균일하게 하기 위해 연마를 실시한다.

도 5 에 나타낸 바와 같이, 염화제이철이나 황산＋과산화수소 등을 사용하여 니켈도금 (20), 구리박 (19), 니켈도금 (21) 을 에칭처리하여, 내부도체층 (10) 을 형성한다.

도 6 에 나타낸 바와 같이, 내부도체층 (10) 의 표면에 절연층 (13) 을 형성하기 위한 수지 (39) 를 도포함과 동시에 수지면을 균일하게 하기 위해 연마를 실시한다. 이 때, 기둥형상 도체 (17) 의 머리부가 표면에 노출되도록 한다.

도 7 에 나타낸 바와 같이, 수지 (38, 39 ; 도 6 참조) 의 표면에 조화처리를 실시한 후, 구리의 무전해도금 또는/및 전기도금에 의해, 그 표면에 외부도체층 (16, 15) 을 형성한다. 외부도체층 (15, 16) 에 패터닝을 실시하고, 회로를 형성한다.

이상 설명한 바와 같이, 청구항 1 ∼ 3 기재의 프린트회로기판용 클래드판에 있어서, 구리박재와 니켈박재를 압접하거나, 편면 또는 양면에 니켈도금을 구비하는 구리박재와, 다른 구리박재 또는 편면에 니켈도금을 구비하는 다른 구리박재를 적층한 상태로 압접함으로써 프린트회로기판용 클래드판을 제조하도록 하고 있으므로, 증착법에 있어서의 포어의 발생을 없앨 수 있어 품질을 향상할 수 있음과 동시에, 적층하여 압접하는 것만으로 제조할 수 있으므로 프린트회로기판용 클래드판의 제조비용의 저감도 꾀할 수 있다. 또, 0.1 ∼ 3% 의 저압하율로 압접하기 때문에, 접합계면의 스트레스를 낮게 억제함으로써 접합계면의 평탄도를 유지할 수 있고, 또한, 가공성 회복을 위한 열처리도 불필요하여 계면에 합금층이 생성되지 않으므로, 이 프린트회로기판용 클래드판을 사용하여 선택에칭성이 우수한 다층프린트회로기판을 제조할 수 있다.

청구항 4 기재의 다층프린트회로기판에 있어서는, 상기의 프린트회로기판용 클래드판을 선택적으로 에칭하여 베이스를 형성하고, 베이스의 표면에 패터닝을 실시함과 동시에, 도체층간의 전기적 접속을, 이 도체층을 에칭하여 형성한 기둥형상 도체를 통하여 실시함으로써 다층프린트회로기판을 제조하도록 하고 있으므로, 고밀도의 다층프린트회로기판을 효율적이면서 저렴하게 제조할 수 있다.

청구항 5 기재의 다층프린트회로기판의 제조방법에 있어서는, 도체층을 형성하는 구리박과 에칭스톱층을 형성하는 니켈 도금을 적층함과 동시에 압접하여 프린트회로기판용 클래드판을 형성하고, 다층 클래드판을 선택적으로 에칭하여 베이스 를 제조하고, 베이스의 표면에 수지도포, 도금 및 패터닝을 실시함과 동시에, 상기 도체층간의 전기적 접속을 도체층을 에칭하여 형성한 기둥형상 도체를 통하여 실시함으로써 다층프린트회로기판을 제조하도록 하고 있으므로, 고밀도의 다층프린트회로기판을 효율적이면서 저렴하게 제조할 수 있다.

청구항 6 기재의 다층프린트회로기판의 제조방법에 있어서는, 다층클래드기판을 진공조내에 구리박과 니켈도금의 접합면을 미리 활성화처리한 후, 구리박과 상기 니켈도금을 중합하여 0.1 ∼ 3% 의 압하율로 냉간압접함으로써 형성하도록 하였으므로, 접합계면의 스트레스를 낮게 억제함으로써 접합계면의 평탄도를 유지할 수 있고, 또한 가공성 회복을 위한 열처리도 불필요하여 계면에 합금층이 생성되지 않으므로, 이 다층프린트회로기판을 사용하여 선택에칭성이 우수한 다층프린트회로기판을 제조할 수 있다.

Claims

삭제
외측 양면에 도체층을 구비하는 인쇄회로기판용 클래드판으로서,

상기 클래드판은 편면 또는 양면에 니켈도금을 구비하는 구리박재와 또다른 구리박재를 압접하거나, 편면 또는 양면에 니켈도금을 구비하는 구리박재와 편면에 니켈도금을 구비하는 구리박재를 압접함으로써 제조되며,

상기 구리박재와 니켈도금은 교대로 적층되는, 인쇄회로기판용 클래드판.
제 2 항에 있어서,

상기 압접을 추가적으로 수행함으로써, 상기 클래드판은 구리박재/니켈도금/구리박재/니켈도금/구리박재의 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 클래드판.
제 2 항에 따른 인쇄회로기판용 클래드판의 구리박재와 니켈도금을 선택적으로 에칭함으로써 형성되는 내부 도체층을 갖는 베이스; 및

상기 베이스의 표면에 형성되는 절연층 및 외부 도체층을 구비하되,

상기 외부 도체층은 상기 구리박재와 니켈도금을 선택적으로 에칭함으로써 패터닝되고,

상기 내부 도체층과 상기 외부 도체층은 상기 베이스 내에 에칭에 의해 형성된 기둥형상 도체를 통하여 전기적으로 접속되는, 다층인쇄회로기판.
a) 제 1 구리박재층/제 1 니켈도금층/제 2 구리박재층/제 2 니켈도금층/제 3 구리박재층의 5 층의 클래드판을 형성하도록 구리박재 사이에 니켈도금층이 끼워지는 다층 클래드판을 형성하는 단계;

b) 상기 제 1 구리박재층 상에 포토레지스트막을 형성하는 단계로서, 상기 포토레지스트막에 노광 및 현상을 실시하는, 단계;

c) 기둥형상 도체가 외부의 구리박재층으로서 남도록 상기 제 1 구리박재층을 선택적으로 에칭하는 단계;

d) 상기 제 1 니켈도금층 상에 포토레지스트막을 형성하는 단계로서, 상기 포토레지스트막에 노광 및 현상을 실시하고, 제 1 절연층을 형성하도록 상기 제 1 니켈도금층의 표면에 수지를 도포하는, 단계;

e) 상기 제 1 니켈도금층, 상기 제 2 구리박재층, 및 상기 제 2 니켈도금층을 선택적으로 에칭함으로써 내부 도체층을 형성하는 단계;

f) 상기 내부 도체층의 표면에 수지를 도포하여 제 2 절연층을 형성하고 상기 제 2 절연층을 연마하여, 상기 기둥형상 도체의 머리부가 노출되도록 하는 단계;

g) 외부 도체층을 형성하도록 상기 수지의 표면에 구리층을 도포하는 단계; 및

h) 외부 도체층을 패터닝하는 단계

를 포함하는, 다층인쇄회로기판의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 인쇄회로기판용 클래드판은, 진공조 내에서 상기 구리박재와 상기 니켈도금의 접합면을 미리 활성화처리한 후, 상기 구리박재와 상기 니켈도금을 적층시켜, 0.1 ∼ 3% 의 압하율로 냉간 압접함으로써 형성되고,

이 때, 상기 활성화처리를,

① 1×10^-1 ∼ 1×10^-4 Torr 의 극저압 불활성 가스 분위기 중에서,

② 접합면을 갖는 상기 구리박재와 상기 니켈도금을 각각 어스접지한 일방의 전극 A 로 하고, 절연지지된 다른 전극 B 와의 사이에 1 ∼ 50 ㎒ 의 교류를 인가하여 글로우 방전을 실시시키고,

③ 또한, 상기 글로우 방전에 의해 발생한 플라즈마 중에 노출되는 전극 A 의 면적이, 전극 B 의 면적의 1/3 이하에서,

④ 스퍼터 에칭처리함으로써 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 다층프린트회로기판의 제조방법.