KR100643320B1 - Pcb with metal core substrate and method for manufacturing thereof - Google Patents

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Abstract

A PCB(Printed Circuit Board) with a metal core substrate and a method for manufacturing the same are provided to improve productivity by shortening a period of a manufacturing process. An insulating layer is formed on an upper surface of a metal substrate(110). A plating layer is formed by applying AC power to the upper surface of the metal substrate(120). A circuit pattern is formed on the plating layer(130). The metal substrate includes one of Al, Mg, and Ti. In the process for forming the insulating layer, the insulating layer is formed by an anodizing method. The anodizing method includes a method using a phosphate electrolyte. In the process for forming the plating layer, the plating layer is formed by an electroplating method.

Description

메탈코어 인쇄회로기판 및 그 제조방법{PCB with metal core substrate and method for manufacturing thereof}Metal core printed circuit board and its manufacturing method {PCB with metal core substrate and method for manufacturing according}

도 1은 종래기술에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 순서도.1 is a flow chart showing a manufacturing method of a metal core printed circuit board according to the prior art.

도 2는 종래기술에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 도금층을 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a plating layer of a metal core printed circuit board according to the prior art.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 순서도.Figure 3 is a flow chart showing a manufacturing method of a metal core printed circuit board according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 흐름도.Figure 4 is a flow chart showing a manufacturing process of a metal core printed circuit board according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법 중 아노다이징 공정과 전기도금 공정을 나타낸 모식도.5 is a schematic diagram showing an anodizing process and an electroplating process of a metal core printed circuit board manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 도금층을 나타낸 단면도.6 is a cross-sectional view showing a plating layer of a metal core printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 메탈기판 20 : 절연층10: metal substrate 20: insulating layer

22 : 기공 30 : 도금층22: pore 30: plating layer

40 : 회로패턴 50 : 외층회로40: circuit pattern 50: outer layer circuit

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메탈코어 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a printed circuit board, and more particularly to a metal core printed circuit board and a method of manufacturing the same.

최근 전자제품이 소형화, 고밀도화, 박판화, 패키지화 됨에 따라 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)의 박판화 및 미세패턴화가 진행되고 있다. 이러한 추세를 반영하기 위하여 종래와는 차별화된 인쇄회로기판의 구조 및 제조방법이 요구되는 실정이다.Recently, as electronic products have been miniaturized, increased in density, thinned, and packaged, thinning and fine patterning of printed circuit boards are progressing. In order to reflect such a trend, a structure and a manufacturing method of a printed circuit board differentiated from the prior art are required.

즉, 인쇄회로기판의 제조에 있어서, 공정단축 및 이를 통한 원가절감 뿐만 아니라, 차세대 플립칩 인쇄회로기판(Flip-Chip BGA)의 필수조건인 박판화에 대응하기 위해서 두께가 얇으면서도 높은 강성(Stiffness)을 갖는 기판 소재에 대한 연구가 활발한 상황이며, 이 중 하나로서 금속기판을 인쇄회로기판의 코어부재로 사용한 메탈코어 인쇄회로기판이 대두되었다.That is, in the manufacture of printed circuit board, not only the process shortening and cost reduction through this, but also thinness and high stiffness to cope with the thinning which is an essential condition of the next generation flip-chip BGA. There is an active research on the substrate material having a metal core, and one of them is a metal core printed circuit board using a metal substrate as a core member of the printed circuit board.

메탈코어 인쇄회로기판에 사용되는 메탈기판으로는 주로 알루미늄(Al) 기판이 사용되는데, 이와 같이 알루미늄 기판을 코어부재로 이용한 내층회로 형성에 있어서 현재의 일반적인 기술동향은 도 1에 도시된 바와 같다.As the metal substrate used in the metal core printed circuit board, an aluminum (Al) substrate is mainly used. Thus, the current general technical trend in forming the inner layer circuit using the aluminum substrate as the core member is shown in FIG. 1.

도 1은 종래기술에 따라 메탈기판의 표면을 아노다이징한 후 미세회로를 형성하는 공정을 도시한 것이다.1 illustrates a process of forming a microcircuit after anodizing a surface of a metal substrate according to the prior art.

메탈기판의 표면에 내층회로를 형성하는 종래기술은, 아노다이징 (Anodizing) 공정을 이용하여 산화층을 형성함으로써 메탈코어층의 표면에 절연층을 형성한 후 이 절연층에 밀착력 있는 구리도금 공정을 적용하는 것이며, 보다 상세하게는 산화층에 구리도금 공정을 적용하기 위한 전처리(preprocess) 단계로서 '탈지(Degreasing)-산세(Desmut)' 공정을 거친 후, '황산욕에서 아노다이징(Anodizing)을 통한 산화피막 형성-컨디셔닝(Conditioning)-Acid dip-Pre dip-Pd 촉매(catalyzing)-중화(reduction)-무전해 구리도금(Electroless Cu plating)-전해 구리도금(Electro Cu plating)'의 순서로 이후 공정을 진행한다.In the conventional art of forming an inner layer circuit on the surface of a metal substrate, an oxide layer is formed by using an anodizing process to form an insulating layer on the surface of the metal core layer, and then to apply an adhesive copper plating process to the insulating layer. More specifically, after the 'degreasing-desmut' process as a preprocessing step for applying the copper plating process to the oxide layer, the oxide film is formed through anodizing in a sulfuric acid bath. Proceed with the following processes in the following order: Conditioning-Acid dip-Pre dip-Pd catalyzing-reduction-Electroless Cu plating-Electro Cu plating .

그러나, 이와 같은 종래기술은 복잡한 공정을 거쳐 도금층을 형성하기 때문에 높은 원가비용이 소요되고 생산성 또한 떨어지는 실정이다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이 산화피막 위에 일반 촉매 공정을 적용하여 도금층을 형성한 경우에는 도금층과 산화피막과의 밀착력이 매우 낮아 무전해 도금층에 들뜸 현상이 발생하기 쉬워 미세회로패턴을 형성하기는 곤란하다.However, such a conventional technique requires a high cost cost and a low productivity since the plating layer is formed through a complicated process. In addition, as shown in FIG. 2, when the plating layer is formed by applying a general catalytic process on the oxide film, the adhesion between the plating layer and the oxide film is very low, so that the phenomenon of lifting occurs in the electroless plating layer, thus forming a fine circuit pattern. It is difficult.

또한, 종래기술에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조공정은 매우 복잡하며, 특히 비정질(Amorphous)구조의 산화 피막상에 일반적인 팔라듐(Pd) 촉매공정을 이용하여 무전해 도금을 실시하였을 경우 밀착력이 상당히 불량하여 도금의 들뜸현상으로 인해 회로패턴을 형성하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다.In addition, the manufacturing process of the metal core printed circuit board according to the prior art is very complicated, especially when the electroless plating is carried out using an ordinary palladium (Pd) catalytic process on the amorphous oxide film of the amorphous structure There is a problem that it is very difficult to form a circuit pattern due to the lifting phenomenon of the plating.

본 발명은 메탈코어 기판의 표면과 도금층 간의 밀착력이 우수하고, 공정을 단축하여 저렴하고 간단하게 제조할 수 있는 메탈코어 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a metal core printed circuit board and a method of manufacturing the same, which are excellent in adhesion between the surface of the metal core substrate and the plating layer, and can be manufactured inexpensively and simply by shortening the process.

본 발명의 일 측면에 따르면, 코어부재로서 메탈기판을 사용하여 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서, (a) 메탈기판의 표면에 절연층을 형성하는 단계, (b) 메탈기판의 표면에 교류(AC) 전원을 인가하여 도금층을 형성하는 단계, 및 (c) 도금층에 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법이 제공된다.According to one aspect of the invention, in the method for manufacturing a printed circuit board using a metal substrate as a core member, (a) forming an insulating layer on the surface of the metal substrate, (b) alternating current on the surface of the metal substrate A method of manufacturing a metal core printed circuit board is provided, comprising: (AC) applying a power source to form a plating layer, and (c) forming a circuit pattern on the plating layer.

메탈기판은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 단계 (a)는 아노다이징(anodizing) 방법에 의해 수행될 수 있다. 아노다이징(anodizing) 방법에 인산전해액이 사용되는 것이 바람직하다.The metal substrate may include at least one of aluminum (Al), magnesium (Mg), and titanium (Ti). Step (a) may be performed by an anodizing method. It is preferable that a phosphate electrolyte is used for the anodizing method.

단계 (b)는 전기도금 방법에 의해 수행될 수 있다. 도금층은 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 단계 (a) 이전에 메탈기판의 표면을 세척(cleaning)하는 단계를 더 포함할 수 있다. 세척은 탈지(degreasing) 및 산세(desmut) 공정을 포함하는 것이 바람직하다.Step (b) may be performed by an electroplating method. The plating layer may include copper (Cu). The method may further include cleaning the surface of the metal substrate before step (a). Washing preferably includes a degreasing and desmuting process.

또한, 메탈기판과, 메탈기판의 표면에 형성되며, 복수의 기공을 포함하는 절연층과, 회로패턴이 형성되는 위치에 대응하여, 기공에 충진되고 절연층의 표면에 형성되는 도금층을 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판이 제공된다.In addition, a metal including a metal substrate, an insulating layer formed on the surface of the metal substrate and including a plurality of pores, and a plating layer filled in the pores and formed on the surface of the insulating layer corresponding to the position at which the circuit pattern is formed. A core printed circuit board is provided.

메탈기판은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 절연층은 메탈기판의 표면을 아노다이징(anodizing)하여 형성되는 것이 바람직하다. 도금층은 구리(Cu)를 포함하며, 전기도금 방법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.The metal substrate may include at least one of aluminum (Al), magnesium (Mg), and titanium (Ti). The insulating layer is preferably formed by anodizing the surface of the metal substrate. The plating layer contains copper (Cu) and is preferably formed by an electroplating method.

이하, 본 발명에 따른 메탈코어 인쇄회로기판 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a metal core printed circuit board and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same components will be denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals and redundant description thereof will be omitted.

본 발명 인쇄회로기판은 내부에 소자(chip)를 실장할 경우 발생하는 열에 대해 높은 열전도성을 가져 열방출 효과가 뛰어나고, 코어층의 두께를 줄이면서도 높은 강성(Stiffness)을 보유하며, 저렴하게 생산할 수 있는 알루미늄(6063합금)을 이용한 메탈코어 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.The printed circuit board of the present invention has high thermal conductivity against heat generated when mounting a chip therein, and thus has excellent heat dissipation effect, while maintaining a high stiffness while reducing the thickness of the core layer, and inexpensive production. It is characterized by having a metal core structure using aluminum (6063 alloy).

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a metal core printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 종래의 복잡하고 번거로운 공정들을 단순화하여 공정단축을 통한 원가절감 효과를 얻을 수 있고, 비정질의 산화 피막상에 밀착력있는 구리 도금층을 형성하기 위한 것이다.The present invention is to simplify the conventional complicated and cumbersome processes to obtain a cost-saving effect through the process shortening, and to form an adhesive copper plating layer on the amorphous oxide film.

즉, 코어부재로서 메탈기판을 사용하여 인쇄회로기판을 제조하는 본 발명은, 먼저 메탈기판의 표면에 절연층을 형성한다(110). 여기서 코어부재로 사용되는 메탈기판은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 등과 같이 표면에 곧바로 도금을 적용하기 곤란하고, 아노다이징을 통해 절연층 형성이 용이하도록 산화력이 높으며, 인쇄회로기판 내부에서 발생되는 열이 외부로 방출되도록 발열성이 높은 금속이 좋다. 일반적으로는 비용 및 상용화 정도를 고려할 때 알루미늄이 바람직하나, 본 발명이 메탈기판의 재질로서 알루미늄에 한정되는 것은 아니다.That is, in the present invention for manufacturing a printed circuit board using a metal substrate as a core member, first, an insulating layer is formed on the surface of the metal substrate (110). Here, the metal substrate used as the core member is difficult to apply plating directly on the surface such as aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), etc., and has high oxidation power to facilitate the formation of an insulating layer through anodization, and a printed circuit. High heat generating metals are preferred so that heat generated inside the substrate is released to the outside. Generally, aluminum is preferable in consideration of cost and degree of commercialization, but the present invention is not limited to aluminum as a material of a metal substrate.

메탈기판의 표면에 절연층을 형성하는 공정은 아노다이징 방법에 의해 수행된다. 아노다이징은 건축자재, 전기통신기기, 광학기기, 장식품, 자동차부품 등에 광범위하게 활용되는 표면처리 방법으로서, 금속의 표면에 얇은 산화막을 형성하여 금속의 내부를 보호한다. 주로 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 등과 같이 산소와 반응하는 정도가 매우 커서 스스로 표면에 산화막을 만드는 금속에 대해 사용된다.The process of forming the insulating layer on the surface of the metal substrate is performed by an anodizing method. Anodizing is a surface treatment method widely used in building materials, telecommunication equipment, optical devices, ornaments, automobile parts, etc., and forms a thin oxide film on the surface of the metal to protect the inside of the metal. It is mainly used for metals that make an oxide film on their own surface because the degree of reaction with oxygen is very high such as aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), and the like.

아노다이징은 황산 등의 용액에서 금속이 양극으로 작용하도록 함으로써 금속표면의 산화작용을 촉진시켜 균일한 두께의 산화막을 인위적으로 생성시켜주는 방법으로서, 도금하려고 하는 알루미늄 등의 금속을 양극으로 하고 통전(通電)시켜 양극에서 발생하는 산소에 의하여 알루미늄면이 산화되어 산화 알루미늄(Al2O3)의 피막을 생성시킨다. 이 피막은 대단히 견고하고, 내식성이 크며, 극히 적은 유공성(有孔性) 층으로서 여러 가지 색으로 염색할 수 있기 때문에 내식, 내마모성과 같은 실용적인 이유에서 뿐만 아니라 미관상의 이유로 금속표면에 아노다이징 처리를 행하는 경우가 많다.Anodizing is a method of artificially producing an oxide film having a uniform thickness by promoting the oxidation of the metal surface by allowing the metal to act as an anode in a solution such as sulfuric acid. The surface of the aluminum is oxidized by oxygen generated at the anode to form a film of aluminum oxide (Al 2 O 3). This film is very hard, highly corrosion resistant, and has a very small porosity layer, which can be dyed in various colors, so that the anodizing treatment is performed on the metal surface not only for practical reasons such as corrosion resistance and abrasion resistance but also for aesthetic reasons. There are many cases.

이와 같이 메탈기판의 표면을 아노다이징 하기 위해서는 그 전처리 공정으로서 메탈기판의 표면을 세척(cleaning)하는 것이 좋다(100). 메탈기판의 표면 세척은 탈지(degreasing), 산세(desmut) 공정과 같이 종래기술에 따른 전처리 공정이 적용된다.As described above, in order to anodize the surface of the metal substrate, the surface of the metal substrate may be cleaned (100). Surface cleaning of the metal substrate is a pretreatment process according to the prior art, such as degreasing, desmuting process.

다음으로, 아노다이징에 의해 절연층으로서 산화 피막층이 형성된 메탈기판의 표면에 교류(AC) 전원을 인가하여 도금층을 형성한다(120). 통상 구리 도금층이 형성되며, 전기도금 방법에 의해 수행된다. 다만, 직류(DC) 전원을 사용하여 전기도금을 수행하는 종래기술과는 달리 교류(AC) 전원을 사용한 전기도금 방법이 적용된다.Next, an alternating current (AC) power is applied to the surface of the metal substrate on which the oxide film layer is formed as the insulating layer by anodizing to form a plating layer (120). Usually a copper plating layer is formed and is performed by an electroplating method. However, unlike the prior art in which electroplating is performed using a DC power source, an electroplating method using an AC power source is applied.

교류 전원을 사용한 전기도금은 일종의 펄스(pulse) 도금으로서, 절연층인 산화 피막층의 기공 내에 구리가 석출되도록 한다. 통상적으로 전기도금은 직류(DC) 전원을 사용하나, 본 발명과 같이 메탈기판의 표면에 절연층이 형성되어 있는 경우에는 직류(DC) 전원을 사용하여 산화 피막층의 기공 내에 구리가 석출되어 도금층으로 성장되도록 하는 데에는 한계가 있다.Electroplating using an alternating current power source is a kind of pulse plating, in which copper is deposited in pores of an oxide layer, which is an insulating layer. Normally, electroplating uses a direct current (DC) power source. However, when an insulating layer is formed on the surface of a metal substrate as in the present invention, copper is deposited in the pores of the oxide film layer using a direct current (DC) power source to form a plating layer. There is a limit to allowing growth.

메탈기판에 교류(AC) 전원을 인가하여 전기도금을 하게 되면, 절연층인 산화 피막층의 분극현상을 이용하여 산화 피막층의 기공 내에서부터 구리가 석출되며, 결과적으로 산화 피막층 위에 도금층을 형성하게 된다.When electroplating by applying an alternating current (AC) power to the metal substrate, copper is precipitated from the pores of the oxide layer using the polarization of the oxide layer as an insulating layer, and as a result, a plating layer is formed on the oxide layer.

이와 같이 산화 피막층의 기공 내에서부터 구리를 석출시켜 도금층을 형성함으로써, 구리 도금층과 산화 피막층 간의 밀착력이 우수해지며 종래 무전해 도금층의 들뜸현상의 문제가 해결될 수 있다.Thus, by depositing copper from the pores of the oxide film layer to form a plating layer, the adhesion between the copper plating layer and the oxide film layer is excellent and the problem of lifting of the conventional electroless plating layer can be solved.

마지막으로 메탈기판의 표면에 형성된 도금층에 회로패턴을 형성하여 인쇄회로기판을 완성한다. 구리 도금층에 회로패턴을 형성하는 방법은 당업자에게 자명하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Finally, a circuit pattern is formed on the plating layer formed on the surface of the metal substrate to complete the printed circuit board. Since a method of forming a circuit pattern on the copper plating layer is apparent to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 종래의 무전해 도금에 따른 복잡한 공정을 교류(AC) 전원을 사용 한 전기도금으로 대체함으로써, 메탈코어 인쇄회로기판의 제조공정이 대폭 단축되며 결과적으로 생산성 향상 및 원가절감의 효과를 도출할 수 있다.By replacing the conventional electroplating process with electroplating using alternating current (AC) power, the manufacturing process of metal core printed circuit boards can be greatly shortened, resulting in improved productivity and cost reduction. Can be.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 메탈기판(10), 절연층(20), 도금층(30), 회로패턴(40), 외층회로(50)가 도시되어 있다.4 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a metal core printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a metal substrate 10, an insulating layer 20, a plating layer 30, a circuit pattern 40, and an outer layer circuit 50 are illustrated.

도 4의 (a)와 같은 알루미늄 등의 메탈기판(10)의 표면에, 도 4의 (b)와 같이 아노다이징 공정을 적용하여 절연층(20)인 산화 피막을 형성한다. 다음으로, 종래기술에서와 같은 무전해 도금 공정을 거치지 않고, 곧바로 도 4의 (c)와 같이 절연층(20)의 기공에 구리를 석출시킴으로써 밀착력이 우수한 전기도금을 실시함으로써 도금층(30)을 형성한다.An anodizing process is applied to the surface of the metal substrate 10 such as aluminum as shown in FIG. 4A to form an oxide film as the insulating layer 20, as shown in FIG. Next, without performing the electroless plating process as in the prior art, immediately depositing copper in the pores of the insulating layer 20 as shown in FIG. Form.

이와 같이 무전해 도금 공정을 위해 실시되던 전처리 공정이 모두 제거되고 아노다이징에 의한 산화 피막 형성 후 곧바로 전기도금이 실시됨으로써 공정이 대폭 단축된다. 산화 피막층에 곧바로 전기도금 공정을 적용하기 위해서는 기존의 직류(DC) 전원을 이용하지 않고 교류(AC) 전원을 사용하여 전기도금을 실시한다.In this way, all the pretreatment processes performed for the electroless plating process are removed and the electroplating is performed immediately after the formation of the oxide film by anodizing, thereby greatly shortening the process. In order to apply the electroplating process directly to the oxide film layer, electroplating is performed using an AC power source instead of a conventional DC power source.

교류(AC) 전원을 사용하게 되면 산화 피막의 기공형 피막층(Porous Layer)에 구리이온이 석출되어 산화 피막층과 구리 도금층 간의 밀착력이 매우 우수해지며, 또한 무전해 도금을 실시하지 않으므로, 도금공정에서 대부분의 원가비중을 차지하고 있는 무전해 도금의 전처리 공정, 팔라듐(Pd) 촉매 공정, 무전해 도금 공정이 모두 제거되어 원가절감과 함께 생산성의 향상을 기대할 수 있게 된다.When AC power is used, copper ions are deposited in the porous layer of the oxide film, so that the adhesion between the oxide film layer and the copper plating layer is very excellent, and electroless plating is not performed. The electroless plating pretreatment process, the palladium (Pd) catalyst process, and the electroless plating process, which occupy most of the cost ratio, are all removed, resulting in cost reduction and productivity improvement.

다음으로 도 4의 (d)와 같이 도금층에 패터닝, 에칭 등을 적용하여 회로패 턴(40)을 형성하고, 그 위에 도 4의 (e)와 같이 외층회로(50)를 적층하여 메탈코어 인쇄회로기판을 완성한다.Next, the circuit pattern 40 is formed by applying patterning, etching, or the like to the plating layer as shown in FIG. 4D, and the outer layer circuit 50 is laminated as shown in FIG. Complete the circuit board.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법 중 아노다이징 공정과 전기도금 공정을 나타낸 모식도이다. 도 5의 (a)는 인산 전해액을 사용한 아노다이징 공정을 도시한 것이며, 도 5의 (b)는 교류(AC) 전원을 사용한 전기도금 공정을 도시한 것이다.5 is a schematic diagram showing an anodizing process and an electroplating process in a method of manufacturing a metal core printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5A illustrates an anodizing process using a phosphate electrolyte, and FIG. 5B illustrates an electroplating process using an alternating current (AC) power source.

본 발명은 메탈기판의 표면을 아노다이징(anodizing)하여 양극산화 피막층을 형성한 후, 그 위에 전기도금에 의한 구리 도금층을 형성하는 것으로, 아노다이징 공정에 사용되는 전해액으로는 인산전해액이 사용되는 것이 바람직하다.In the present invention, the surface of the metal substrate is anodized to form an anodized film layer, and then a copper plating layer formed by electroplating is formed thereon. As the electrolyte solution used in the anodizing process, a phosphate electrolyte is preferably used. .

아노다이징에 사용되는 전해액은 여러 가지가 있으나 주요하게는 수산, 황산,인산 등이 사용되며, 전해액의 종류에 따라 산화 피막층의 유공도(有孔度)가 달라지게 된다. 유공도가 낮은 피막의 경우 우수한 절연층이 형성되어 전기콘덴서 등을 제조할 때 사용될 수 있다.There are many electrolytes used for anodizing, but the main ones are hydroxyl, sulfuric acid, phosphoric acid, etc., and the porosity of the oxide layer varies depending on the type of electrolyte. In the case of a film having a low porosity, an excellent insulating layer may be formed and used when manufacturing an electric capacitor.

본 발명의 경우 산화 피막층의 기공에 구리를 석출시켜 산화 피막층과 도금층 간의 밀착력을 향상시키기 위한 것이므로, 아노다이징 공정에 사용되는 전해액으로서 산화 피막층에 형성되는 기공의 크기가 큰, 즉 유공도가 높은 전해액인 인산 전해액을 사용하는 것이 유리하다. 다만, 본 발명에 따른 아노다이징용(用) 전해액이 반드시 인산 전해액에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다른 종류의 전해액이 사용될 수 있음은 물론이다.In the present invention, since the copper is deposited in the pores of the oxide film layer to improve the adhesion between the oxide film layer and the plating layer, the electrolyte solution used in the anodizing process is a large pore formed in the oxide film layer, that is, an electrolyte having high porosity. It is advantageous to use a phosphoric acid electrolyte. However, the anodizing electrolyte solution according to the present invention is not necessarily limited to the phosphoric acid electrolyte solution, and of course, other types of electrolyte solutions may be used within a range apparent to those skilled in the art.

아노다이징을 통해 표면에 절연층인 산화 피막층이 형성된 메탈기판에 교류 (AC) 전원을 인가하여 전기도금을 실시한다. 이로 인해 절연층의 기공 내에서부터 구리가 석출되어 도금층과 산화 피막 간의 밀착력이 우수해진다.Electroplating is performed by applying alternating current (AC) power to a metal substrate on which an oxide layer as an insulating layer is formed on the surface through anodizing. As a result, copper is deposited from within the pores of the insulating layer, thereby improving adhesion between the plating layer and the oxide film.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 도금층을 나타낸 단면도이다. 도 6을 참조하면, 메탈기판(10), 절연층(20), 기공(22), 도금층(30)이 도시되어 있다.6 is a cross-sectional view illustrating a plating layer of a metal core printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the metal substrate 10, the insulating layer 20, the pores 22, and the plating layer 30 are illustrated.

도 6은 본 발명에 따른 아노다이징 공정과 전기도금 공정을 적용하여 제조된 메탈코어 인쇄회로기판의 산화 피막층과 전기도금층의 단면을 도시한 것이다.6 is a cross-sectional view of an oxide film layer and an electroplating layer of a metal core printed circuit board manufactured by applying the anodizing process and the electroplating process according to the present invention.

전술한 인쇄회로기판 제조방법에 따라 제조되는 인쇄회로기판은, 메탈기판(10), 메탈기판(10)의 표면에 형성되며 복수의 기공(22)을 포함하는 절연층(20) 및 절연층(20)의 표면에 형성되는 도금층(30)으로 구성된다.The printed circuit board manufactured according to the above-described method of manufacturing a printed circuit board includes an insulating layer 20 and an insulating layer formed on the surface of the metal substrate 10 and the metal substrate 10 and including a plurality of pores 22. It consists of the plating layer 30 formed in the surface of 20).

전술한 바와 같이 메탈기판(10)으로는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 등이 사용될 수 있으며, 절연층(20)은 메탈기판(10)의 표면을 아노다이징(anodizing)하여 형성된다. 도금층(30)은 교류(AC) 전원을 인가한 전기도금에 의해 절연층(20)인 산화 피막층의 기공(22) 내에 구리가 석출되도록 하여 형성된다.As described above, aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), or the like may be used as the metal substrate 10, and the insulating layer 20 may be anodized on the surface of the metal substrate 10. Is formed. The plating layer 30 is formed by depositing copper in the pores 22 of the oxide layer, which is the insulating layer 20, by electroplating to which an alternating current (AC) power is applied.

절연층(20)인 산화 피막층에 도금층(30)을 형성한 후에는 회로패턴이 형성될 위치에 대응하여, 패터닝, 에칭 등 당업자에게 자명한 공정이 적용되어 내층회로가 형성되며, 그 위에 필요에 따라 외층회로가 적층된다.After the plating layer 30 is formed on the oxide layer, which is the insulating layer 20, an inner layer circuit is formed by applying a process obvious to those skilled in the art, such as patterning and etching, to correspond to the position where the circuit pattern is to be formed. Accordingly, the outer layer circuit is stacked.

교류전류(AC)를 이용한 전기도금 공정을 거친 도금층(30)은 산화 피막의 기공형 피막층(Porous Layer)에 구리가 석출되어 형성되므로, 무전해 도금층의 밀착력과 비교하여 매우 높은 밀착력을 보유하게 된다.The plating layer 30 which has undergone the electroplating process using the alternating current (AC) is formed by depositing copper in the porous layer of the oxide film, and thus has a very high adhesion compared with the adhesion of the electroless plating layer. .

본 발명의 기술 사상이 상술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상술한 실시예는 그 설명을 위한 것이지 그 제한을 위한 것이 아니며, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described embodiments, the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation, and a person of ordinary skill in the art will appreciate It will be understood that various embodiments are possible within the scope.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 종래의 메탈코어 기판 제조공정에 비해 공정이 절반이상 단축되며, 특히 많은 비용이 소요되는 무전해 촉매처리공정과 무전해 도금공정이 배제될 수 있어 생산성 향상과 원가절감이 가능하다.According to the present invention having the configuration as described above, the process is shortened by more than half compared to the conventional metal core substrate manufacturing process, in particular, the costly electroless catalyst treatment process and the electroless plating process can be eliminated to improve productivity Cost reduction is possible.

또한, 종래의 무전해 도금공정을 통해서는 비정질의 양극산화 피막상에 밀착력이 높은 구리 도금층을 형성하는 것이 매우 어려웠으나, 본 발명은 산화 피막의 기공 내에 구리를 석출시킴으로써 산화 피막과 구리 도금층 간에 높은 밀착력을 얻을 수 있다.In addition, although it is very difficult to form a high adhesion copper plating layer on the amorphous anodized film through the conventional electroless plating process, the present invention is highly effective between the oxide film and the copper plating layer by depositing copper in the pores of the oxide film. Adhesion can be obtained.

Claims (12)

코어부재로서 메탈기판을 사용하여 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서,In the method for manufacturing a printed circuit board using a metal substrate as a core member, (a) 상기 메탈기판의 표면에 절연층을 형성하는 단계;(a) forming an insulating layer on the surface of the metal substrate; (b) 상기 메탈기판의 표면에 교류(AC) 전원을 인가하여 도금층을 형성하는 단계; 및(b) applying an alternating current (AC) power to the surface of the metal substrate to form a plating layer; And (c) 상기 도금층에 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.(c) forming a circuit pattern on the plating layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메탈기판은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 이상을 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.The metal substrate is a method of manufacturing a metal core printed circuit board containing any one or more of aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 (a)는 아노다이징(anodizing) 방법에 의해 수행되는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.Step (a) is a method of manufacturing a metal core printed circuit board is performed by an anodizing method. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 아노다이징(anodizing) 방법에 인산전해액이 사용되는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.A method of manufacturing a metal core printed circuit board using a phosphate electrolyte in the anodizing method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 (b)는 전기도금 방법에 의해 수행되는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.The step (b) is a method of manufacturing a metal core printed circuit board performed by the electroplating method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도금층은 구리(Cu)를 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.The plating layer is a manufacturing method of a metal core printed circuit board containing copper (Cu). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 (a) 이전에 상기 메탈기판의 표면을 세척(cleaning)하는 단계를 더 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.The method of manufacturing a metal core printed circuit board further comprising the step of cleaning the surface of the metal substrate before step (a). 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 세척은 탈지(degreasing) 및 산세(desmut) 공정을 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.The cleaning method of manufacturing a metal core printed circuit board comprising a degreasing and desmuting process. 메탈기판과;A metal substrate; 상기 메탈기판의 표면에 형성되며, 복수의 기공을 포함하는 절연층과;An insulating layer formed on a surface of the metal substrate and including a plurality of pores; 회로패턴이 형성되는 위치에 대응하여, 상기 기공에 충진되고 상기 절연층의 표면에 형성되는 도금층을 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판.A metal core printed circuit board comprising a plating layer filled in the pores and formed on a surface of the insulating layer corresponding to a position where a circuit pattern is formed. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 메탈기판은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 이상을 포함하는 메탈코어 인쇄회로기판.The metal substrate is a metal core printed circuit board containing any one or more of aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti). 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 절연층은 상기 메탈기판의 표면을 아노다이징(anodizing)하여 형성되는 메탈코어 인쇄회로기판.The insulating layer is a metal core printed circuit board formed by anodizing the surface of the metal substrate. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 도금층은 구리(Cu)를 포함하며, 전기도금 방법에 의해 형성되는 메탈코어 인쇄회로기판.The plating layer includes copper (Cu), and a metal core printed circuit board formed by an electroplating method.
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