KR100677938B1 - Manufacturing mehtod of double-sides wiring board and double-sides wiring board - Google Patents
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Abstract
폴리이미드 기판의 양면에 형성되는 도금층의 특성을 다르게 각각 다르게 형성함과 동시에 도금층을 각각 다른 두께로 형성할 수 있는 양면 배선기판의 제조방법 및 양면 배선기판이 개시된다. 상기 양면 배선기판 제조방법 및 양면 배선기판은 폴리이미드 기판의 양면에 형성되는 도금층을 그 용도에 맞도록 특성 및 두께를 각각 다르게 형성하므로 성능이 향상된다.Disclosed are a method of manufacturing a double-sided wiring board and a double-sided wiring board, which can form differently different plating layers formed on both sides of a polyimide substrate, and at the same time, form plating layers with different thicknesses. The double-sided wiring board manufacturing method and the double-sided wiring board is improved in performance because the plating layer formed on both sides of the polyimide substrate to form different characteristics and thickness to suit the purpose.
Description
도 1은 종래의 양면 배선기판의 제조방법을 보인 도.1 is a view showing a manufacturing method of a conventional double-sided wiring board.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 배선기판의 제조방법을 보인 도.2 is a view showing a method of manufacturing a double-sided wiring board according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면의 도금층을 형성하는 방법을 보인 도.3 is a view showing a method of forming a plating layer on both sides according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 음극과 양극 사이의 거리차에 따른 전류밀도를 보인 도.4 is a diagram showing current density according to a distance difference between a cathode and an anode shown in FIG. 3;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 폴리이미드 기판 121,125 : 시드층110 polyimide substrate 121,125 seed layer
130 : 비아홀 140 : 제 1 도금층130: via hole 140: first plating layer
151,155 : 제 2 도금층151,155: second plating layer
본 발명은 폴리이미드 기판의 양면에 형성되는 도금층의 특성을 다르게 각각 다르게 형성함과 동시에 도금층을 각각 다른 두께로 형성할 수 있는 양면 배선기판 의 제조방법 및 양면 배선기판에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a double-sided wiring board and a double-sided wiring board that can form different thicknesses of the plating layer formed on both sides of the polyimide substrate and at the same time different thicknesses.
근래의 전자기기는 점점 소형화, 경량화 및 박형화가 되는데, 이에 따라 전자기기에 사용되는 부품의 고집적화가 요구된다. 이에 대응하기 위한 패키지로는 파인피치(Fine Pitch)의 구현이 가능한 절연체인 테이프 형태의 폴리이미드를 사용한 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하 "TCP"라 함) 등이 있다.BACKGROUND Recently, electronic devices are becoming smaller, lighter, and thinner, and thus, high integration of components used in electronic devices is required. To cope with this, a tape carrier package using a polyimide in the form of a tape, which is an insulator capable of implementing a fine pitch, may be a tape carrier package (hereinafter referred to as "TCP").
그리고, 최근에는 패키지의 소형화와 동시에 패키지에 설치되는 IC의 고주파화가 가속되고 있고, 이에 따라 반도체를 탑재한 주변부품의 고속화도 요구되고 있다. 이러한 요구로 인해, 배선밀도 향상과 고주파특성을 향상시킬 수 있는 양면이 배선된 양면 배선기판이 일반적으로 사용된다.In recent years, along with the miniaturization of packages, high frequency of ICs installed in packages is accelerating, and accordingly, high speed of peripheral components including semiconductors is also required. Due to these demands, a double-sided wiring board having double-sided wiring that can improve wiring density and high frequency characteristics is generally used.
양면 배선기판을 제조하는 종래의 방법은 일본특허공개번호 2003-77958호에 개시되어 있는데, 이를 도 1을 참조하여 설명한다.A conventional method of manufacturing a double-sided wiring board is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-77958, which will be described with reference to FIG.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 폴리이미드 테이프(11)의 양면에 Ni-Cr합금 등의 금속층(13a,13b)을 스퍼터링으로 형성하고, 양면의 금속층(13a,13b)에 도금으로 동도금층(15a,15b)을 형성한다. 그리고, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 양면의 동도금층(15a,15a)에 레지스트필름(17a,17a)을 라미네이팅하고, 비아홀 패턴이 형성된 마스크(미도시)를 이용하여 상면의 레지스트필름(17a)을 노광한 후 현상하고, 상면의 동도금층(15a)과 상면의 금속층(13a)을 에칭하여 비아홀 패턴(19)을 형성한다. 계속하여, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 양면의 레지스트필름(17a,17b)을 제거하고, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 비아홀 패턴(19)으로 노출된 폴리이미드 테이프(11)를 제거하여 블라인드 비이홀(21)을 형성한다.As shown in Fig. 1A,
다음에, 도 1의 (e)에 도시된 바와 같이, 직접도금법으로 블라인드 비아홀(21)의 내면에 동도금층(23)을 형성하여 양면의 동도금층(15a,15b)을 전기적으로 접속한다. 그후, 도 1의 (f)에 도시된 바와 같이, 양면에 레지스트(25a,25b)를 라미네이팅하고, 도 1의 (g)에 도시된 바와 같이, 배선용 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 레지스트(25a,25b)를 노광한 후 현상한 다음, 동도금층(15a,15b)과 금속층(13a,13b)을 에칭하면 양면 배선 테이프 캐리어가 제조된다.Next, as shown in FIG. 1E, a
양면의 동도금층(15a,15b)은 그 사용 용도에 따라 알맞은 특성을 가지고, 그 사용 용도에 따라 적절한 두께를 가져야 양면 배선기판의 성능이 우수해진다.Both surfaces of
그런데, 상기와 같은 종래의 제조방법은 양면의 동도금층(15a,15b)을 동시에 도금하여 형성하므로 양면의 동도금층(15a,15b)의 특성 및 두께가 동일하다. 이로인해, 양면 배선기판의 성능이 저하되는 단점이 있다.However, the conventional manufacturing method as described above is formed by simultaneously plating both surfaces of the
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 폴리이미드 기판의 양면에 형성되는 도금층을 그 사용 용도에 맞도록 각각 다른 특성을 가짐과 동시에 다른 두께로 형성할 수 있는 양면 배선기판의 제조방법 및 양면 배선기판을 제공함에 있다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to form a coating layer formed on both sides of the polyimide substrate having different characteristics and different thicknesses to suit the intended use at the same time different thickness The present invention provides a method for manufacturing a double-sided wiring board and a double-sided wiring board.
또한, 본 발명의 목적은 성능을 향상시킬 수 있는 양면 배선기판을 제공함에 있다.It is also an object of the present invention to provide a double-sided wiring board that can improve the performance.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 양면 배선기판의 제조방법은 테 이프 형태의 폴리이미드(Polyimide) 기판의 양면에 시드층(Seed Layer)을 형성하는 단계; 상기 폴리이미드 기판의 양면에 형성된 상기 시드층 중, 어느 하나의 상기 시드층과 상기 폴리이미드 기판만을 가공하여 비아홀(Via Hole)을 형성하는 단계; 상기 비아홀을 이루는 상기 폴리이미드 기판의 면과 다른 하나의 상기 시드층의 면에 제 1 도금층을 형성하여 어느 하나의 상기 시드층과 다른 하나의 상기 시드층을 전기적으로 접속하는 단계; 제 1 도금액이 저장된 제 1 도금조 속을 통과시키는 전해 도금법으로 어느 하나의 상기 시드층에 제 2 도금층을 형성하는 단계; 제 2 도금액이 저장된 제 2 도금조 속을 통과시키는 전해 도금법으로 다른 하나의 상기 시드층에 제 2 도금층을 형성하는 단계; 상기 폴리이미드 기판이 노출되도록 상기 제 2 도금층에서부터 상기 시드층까지 가공하여 배선 패턴을 형성하는 단계를 수행한다.Method for manufacturing a double-sided wiring board according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a seed layer (Seed Layer) on both sides of the tape-type polyimide (Polyimide) substrate; Forming a via hole by processing only one of the seed layer and the polyimide substrate among the seed layers formed on both sides of the polyimide substrate; Forming a first plating layer on a surface of the seed layer different from the surface of the polyimide substrate constituting the via hole to electrically connect any one of the seed layers and the other seed layer; Forming a second plating layer on any one of the seed layers by an electroplating method for passing a first plating solution into a first plating bath; Forming a second plating layer on the other seed layer by an electroplating method through which a second plating solution is stored into the second plating bath; A process of forming a wiring pattern is performed by processing from the second plating layer to the seed layer so that the polyimide substrate is exposed.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 양면 배선기판은 테이프 형태의 폴리이미드(Polyimide) 기판; 상기 폴리이미드 기판의 양면에 형성된 시드층(Seed Layer); 상기 시드층 중 어느 하나의 시드층과 상기 폴리이미드 기판에 형성되어 상기 시드층을 상호 전기적으로 접속하는 제 1 도금층; 상호 다른 특성과 상호 다른 두께로 상기 시드층에 각각 형성된 제 2 도금층; 상기 폴리이미드 기판이 노출되는 형태로 상기 제 2 도금층에서부터 상기 시드층까지 형성된 배선 패턴을 구비한다.In addition, a double-sided wiring board for achieving the above object is a polyimide (Polyimide) substrate in the form of a tape; Seed layers formed on both sides of the polyimide substrate; A first plating layer formed on any one of the seed layers and the polyimide substrate to electrically connect the seed layers to each other; Second plating layers each formed on the seed layer at different thicknesses from each other; And a wiring pattern formed from the second plating layer to the seed layer in a form in which the polyimide substrate is exposed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 양면 배선기판의 제조방법 및 양면 배선기판을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a double-sided wiring board and a double-sided wiring board according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 배선기판의 제조방법을 보인 도이 다.2 is a view showing a method of manufacturing a double-sided wiring board according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 단계(S10)에서는 20∼200㎛ 두께의 테이프 형태의 폴리이미드(Polyimide) 기판(110)의 양면에 시드층(121,125)을 각각 형성한다. 시드층(121,125)은 Ni, Pd, Cr 또는 Cu 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 무전해 도금법 또는 스퍼터링으로 형성한다.As illustrated, in step S10,
단계(S20)에서는 폴리이미드 기판(110)의 양면에 형성된 시드층(121,125) 중, 어느 하나의 시드층(121)과 폴리이미드 기판(110)만을 가공하여 비아홀(Via Hole)(130)을 형성한다. 즉, 어느 하나의 시드층(121)의 일부를 가공한 후, 그 바로 하측에 위치하는 폴리이미드 기판(110)의 부위만을 가공하여 비아홀(130)을 형성한다. 비아홀(130)은 CO2레이저 또는 YAG레이저 등의 가공법으로 가공된다.In operation S20, only one of the
단계(S30)에서는 상기 비아홀(130) 상에 무전해 도금법으로 Cu로 제 1 도금층(140)을 형성하여, 어느 하나의 시드층(121)과 다른 하나의 시드층(125)을 전기적으로 접속한다. 이때, 제 1 도금층(140)은 도금 방법에 어느 하나의 시드층(121) 및 다른 하나의 시드층(125)에 모두 형성될 수 도 있다.In step S30, the
단계(S40) 및 단계(S50)에서는 전해 도금법으로 어느 하나의 시드층(121) 및 다른 하나의 시드층(125)에 Cu로 제 2 도금층(151)(155)을 각각 형성한다. 이때, 제 2 도금층(151,155)은 그 용도에 적합하도록 각각 다른 특성을 가지고, 각각 다른 두께로 형성된다. In steps S40 and S50, the
양면의 제 2 도금층(151,155)을 다른 특성 및 다른 두께로 형성하는 방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면의 도금층을 형성하는 방법을 보인 도이다.A method of forming the
도 3에 도시된 바와 같이, 폴리이미드 기판(110)의 시드층(121,125)에 도금을 하므로 폴리이미드 기판(110)이 음극이 되고, 후술할 제 1 도금조(51) 및 제 2 도금조(55)에 설치되어 도금액의 전해에 의하여 부식되는 금속편(60)이 양극이 된다.As shown in FIG. 3, since the
먼저, 단계(S40)에서는 제 1 도금조(51)에 제 1 도금액을 넣는다. 그리고, 금속편(61)이 어느 하나의 시드층(121)과만 대향하도록 금속편(61)을 제 1 도금조(51)에 설치한다. 그리고, 제 1 도금조(51) 속을 제 1 도금층(140)을 포함하는 테이프 형태의 폴리이미드 기판(110)을 통과시킨다. 그러면, 어느 하나의 시드층(121)에만 제 2 도금층(151)이 형성된다.First, in step S40, the first plating solution is put into the
상기 제 1 도금액은 후술할 제 2 도금액과 다른 도금액으로 마련하거나, 제 2 도금액에 첨가물을 첨가한 도금액으로 마련할 수 도 있다.The first plating solution may be provided as a plating solution different from the second plating solution to be described later, or a plating solution in which additives are added to the second plating solution.
상기 첨가물은 어느 하나의 시드층(121)에 형성하려고 하는 제 2 도금층(151)의 용도에 맞는 특성을 가진 물질이다. 상기 첨가물에는, 예를 들면, 기계적 특성을 향상시키기 위한 젤라틴, HEC(Hydroxyethyl Cellulose), SPS(bis(sodiumsulfopropyl)disulfide) 및 수용성 유기 황화합물 등이 있다. 상기 첨가물은 도금층의 성장 보다는 핵생성을 촉진시켜 결정립계를 미세하게 만든다. 그러면, 성장이 촉진되어 주상정 구조가 아닌 매우 미세한 결정립구조가 되므로 기 계적특성이 향상된다. 그리고, 상기 첨가물로 인하여 도금층은 고온에서의 강도 및 연신율이 향상된다. 이처럼, 도금층에 부여하려고 하는 특성에 따라 적정한 첨가물을 도금액에 첨가하여 도금을 하면 된다. The additive is a material having properties suitable for the use of the
그리고, 단계(S50)에서는 제 2 도금액이 저장된 제 2 도금조(55) 속을 제 2 도금층(151)을 포함하는 테이프 형태의 폴리이미드 기판(110)을 통과시킨다. 이때, 제 2 도금조(55)에 설치된 금속편(63)은 다른 하나의 시드층(125)과만 대향되게 설치된다. 그러면, 다른 하나의 시드층(125)에만 제 2 도금층(155)이 형성된다.In operation S50, the
단계(S40) 및 단계(S50)에서 형성되는 제 2 도금층(151,155)의 두께는 금속편(60)으로 조절한다.The thicknesses of the second plating layers 151 and 155 formed in steps S40 and S50 are adjusted by the
먼저, 모든 조건이 동일하다는 전제하에, 롤러(70)에 지지되어 제 1 및 제 2 도금조(51,55)를 통과하는 폴리이미드 기판(110)에 형성된 시드층(121,125)과 대향하는 금속편(61,63)의 존재 횟수를 조절하여 제 2 도금층(151,155)의 두께를 조절한다. 상세히 설명하면, 어느 하나의 시드층(121)과 대향하는 금속편(61)의 존재 횟수 및 다른 하나의 시드층(125)과 대향하는 금속편(63)의 존재 횟수를 1번, 2번, 3번, 4번.......으로 조절함에 따라 어느 하나의 시드층(121) 및 다른 하나의 시드층(125)에 형성되는 제 2 도금층(151)(155)은 설정된 두께로 형성된다. 즉, 시드층(121,125)과 대향하는 금속편(60)의 존재 횟수를 많이 하면 제 2 도금층(151,155)은 두껍게 형성된다.First, on the premise that all the conditions are the same, the metal pieces facing the seed layers 121 and 125 formed on the
그리고, 어느 하나의 시드층(121) 및 다른 하나의 시드층(125)에 형성되는 제 2 도금층(151,155)의 두께는 시드층(121,125)과 각각 대향하는 금속편(65,67)의 대향면적으로도 조절할 수 있다. 이는, 전술한 시드층(121,125)과 대향하는 금속편(60)의 존재 횟수를 조절하는 것과 동일하다.In addition, the thicknesses of the second plating layers 151 and 155 formed on one of the seed layers 121 and the
또한, 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이, 모든 조건이 동일하다는 전제하에, 어느 하나의 시드층(121)과 금속편(61)의 대향 거리 및 다른 하나의 시드층(125)과 금속편(63)의 대향 거리를 조절하여 제 2 도금층(151,155)의 두께를 조절할 수 있다. 즉, 시드층(121,125)과 금속편(61,63)의 대향 거리가 가까우면 얇은 두께의 제 2 도금층(151,155)이 형성되고, 시드층(121,125)과 금속편(61,63)의 대향 거리가 멀면 두꺼운 두께의 제 2 도금층(151,155)이 형성된다. 이를 도 4를 참조하여 설명한다.In addition, as shown by the dotted lines in FIG. 3, on the premise that all the conditions are the same, the opposing distance between one
도 4는 도 3에 도시된 음극과 양극 사이의 거리차에 따른 전류밀도를 보인 도이다.4 is a diagram illustrating a current density according to a distance difference between a cathode and an anode illustrated in FIG. 3.
도 4에 도시된 바와 같이, 동일한 조건하에 전류를 1A(ampere), 2A 및 3A의 세기로 양극과 음극에 인가하고, 그에 따른 전류밀도를 각각 측정하였을 때, 양극과 음극 사이의 거리가 멀어짐에 따라 전류밀도는 점점 증가하였다. 전류밀도가 높으면 도금액이 많이 전해되므로 양극과 멀리 떨어진 음극일수록 두꺼운 도금층이 형성된다.As shown in FIG. 4, when the current is applied to the anode and the cathode under the same conditions with the strengths of 1 A (ampere), 2 A, and 3 A, and the current densities are measured, the distance between the anode and the cathode becomes farther. As a result, the current density gradually increased. If the current density is high, the plating solution is electrolytically transmitted. Therefore, the thicker the plating layer is formed the farther away from the anode.
제 2 도금층(151,155)의 두께는 도금액의 종류, 전류의 세기, 금속의 원자가 등을 조절하면 각각 원하는 두께로 형성할 수 있다. 예를 들면, 도금액이 Acid sulfate일 경우의 도금율은 97∼100%이고, Cyanide일 경우의 도금율은 30∼95%이며, Rotchekke-Cyanide일 경우의 도금율은 40∼90%이다. 그리고, 금속편(60)이 Cu 이고 전류밀도가 1A/d㎡일 때, Cu의 원자가가 1가 이면 0.442㎛/min의 두께로 도금되고, Cu의 원자가가 2가 이면 0.221㎛/min의 두께로 도금된다. 이러한 여러 인자 들을 조절하여 제 2 도금층(151,155)의 두께를 각각 설정된 다른 두께로 형성하면 된다.The thickness of the second plating layers 151 and 155 may be formed to a desired thickness by adjusting the type of plating solution, the strength of the current, the valence of the metal, and the like. For example, the plating rate is 97 to 100% when the plating liquid is Acid sulfate, the plating rate is 30 to 95% when Cyanide, and the plating rate is 40 to 90% when Rotchekke-Cyanide. And when the
폴리이미드 기판의 양면에 형성되는 도금층 중, 어느 하나에는 패턴이 형성되고 다른 하나는 접지용으로 사용된다. 그런데, 패턴이 형성되는 도금층은 얇을수록 40㎛ 이하의 파인 피치(Fine Pitch)를 용이하게 구현할 수 있고, 접지용으로 사용되는 도금층은 두꺼울수록 인덕턴스 감소 및 노이즈 감소 효과를 거둘수 있다.Of the plating layers formed on both sides of the polyimide substrate, a pattern is formed on one and the other is used for grounding. However, the thinner the plated layer is, the thinner the fine layer (Pine Pitch) of 40㎛ or less can be easily implemented, the thicker the plated layer is used for grounding can reduce the inductance and noise reduction effect.
본 실시예에 따른 제조방법에 의하면 기계적특성이 우수한 첨가물을 도금액에 첨가하여 제 2 도금층(151)을 형성하면, 제 2 도금층(151)을 더욱 얇게 형성할 수 있으므로 파인 피치의 구현이 더욱 용이하다. 그리고, 금속편(63)의 존재 횟수 및 거리를 조절하여 제 2 도금층(155)을 원하는 두께로 용이하게 형성할 수 있으므로 만족스런 인덕턴스 감소 및 노이즈 감소 효과를 거둘수 있다.According to the manufacturing method according to the present embodiment, when the additive having excellent mechanical properties is added to the plating liquid to form the
전술한 단계(S40)와 단계(S50)는 그 순서를 바꾸어서 수행해도 무방하다.The above-described steps S40 and S50 may be performed in reverse order.
다음에는, 폴리이미드 기판(100)이 노출되도록 제 2 도금층에서(151,155)부터 시드층(121,125)까지 가공하여 배선 패턴을 형성하면, 양면 배선기판(100)이 제조된다. 상세히 설명하면, 단계(S60)에서는 상호 다른 두께로 형성된 제 2 도금층(151,155)에 포토레지스트(161,165)를 도포하고 배선 패턴이 형성된 마스크(마스크)를 이용하여 포토레지스트(161,165)를 노광한 후 현상하여 포토레지스트(161,165)에 패터닝한다. 그리고, 단계(S70)에서는 포토레지스트(161,165)의 패터 닝에 의하여 외부로 노출된 제 2 도금층(151,155)의 부위와 그 직하방에 위치된 시드층(121,125)을 에칭하여 폴리이미드 기판(110)을 외부로 노출시킨다. 그러면, 양면 배선기판이 제조되는 것이다.Next, when the wiring pattern is formed by processing the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 양면 배선기판 제조방법 및 제조방법은 폴리이미드 기판의 양면에 형성되는 도금층을 그 용도에 맞도록 특성 및 두께를 각각 다르게 형성하므로 성능이 향상된다.As described above, the double-sided wiring board manufacturing method and the manufacturing method according to the present invention is improved in performance because the plating layer formed on both sides of the polyimide substrate to form different characteristics and thickness to suit the purpose.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.In the above, the present invention has been described in accordance with one embodiment of the present invention, but those skilled in the art to which the present invention pertains have been changed and modified without departing from the spirit of the present invention. Of course.
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