KR101003391B1

KR101003391B1 - 인쇄회로기판의 홀 가공방법

Info

Publication number: KR101003391B1
Application number: KR1020080033708A
Authority: KR
Inventors: 박종원
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2010-12-23
Also published as: KR20090108340A

Abstract

인쇄회로기판의 홀 가공방법이 개시된다. 비아홀을 가공하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법에 있어서, 비아홀의 홀 가공 영역에 상응하도록 코어기판에 금속 패드를 적층하는 단계, 금속 패드를 커버하도록 코어기판에 절연층을 적층하는 단계 및 절연층의 홀 가공 영역을 드릴링하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법은, 빌드업 다층 인쇄회로기판에서 절연층에 홀을 가공할 때, 절연층이 손상되지 않으므로 회로패턴 간의 쇼트 불량을 방지할 수 있다.

코어기판, 금속 패드, 절연층, 홀 가공, 드릴링

Description

인쇄회로기판의 홀 가공방법{Method of processing hole of printed circuit board}

본 발명은 인쇄회로기판의 홀 가공방법에 관한 것이다.

다층 인쇄회로기판에서 회로패턴 간의 전기적 연결을 위해서는 관통홀을 천공하고 도금하여 회로패턴을 전기적으로 연결하는 비아를 형성해야 한다. 도 1은 종래의 빌드업 인쇄회로기판에서 홀을 가공하는 방법을 나타낸 개념도이다. 도시된 바와 같이, 코어기판에 회로패턴을 형성하고 절연층을 적층한 후, 절연층에 회로패턴을 형성하고 절연층을 적층하는 것을 반복하여 빌드업 된 다층 인쇄회로기판을 형성할 수 있다.

빌드업 다층 인쇄회로기판에서 회로패턴간을 전기적으로 연결하는 비아를 형성하기 위해 홀을 가공하기 위해서는, 기판을 드릴링 가공해야 한다.

이를 위해서는, 회로패턴이 적층되지 않고, 동이 없는 절연층만 적층된 영역을 드릴링 가공해야 한다. 이때, 절연층은 점성이 있는 레진으로 형성되기 때문에, 절연층으로만 적층된 다층 인쇄회로기판을 드릴링하면, 레진으로 인하여 드릴 비트의 스트레스가 증가하게 된다.

따라서, 홀 가공 영역의 주변 레진이 드릴에 의해 밀릴 수 있어 레진에 손상이 가해질 수 있기 때문에, 드릴링되는 홀 가공영역이 정확하게 구분되지 못하는 문제점을 발생시킬 수 있다.

이에 따라, 관통홀을 형성한 후, 손상된 절연층에 도금층을 도금하면 절연층의 표면이 일정한 조도로 형성되지 못하므로, 도금층도 일정한 두께로 형성되지 못한다. 여기에, 회로패턴을 형성하기 위하여 에칭공정을 하면 에칭이 완전히 진행되지 못하기 때문에 회로패턴 간의 쇼트를 발생시킬 수 있는 불량을 유발할 수 있다.

본 발명은 빌드업 다층 인쇄회로기판에서 절연층에 홀을 가공할 때, 절연층을 손상시키지 않고 회로패턴 간의 쇼트 불량을 방지할 수 있는 인쇄회로기판의 홀 가공방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 비아홀을 가공하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법에 있어서, 비아홀의 홀 가공 영역에 상응하도록 코어기판에 금속 패드를 적층하는 단계, 금속 패드를 커버하도록 코어기판에 절연층을 적층하는 단계 및 절연층의 홀 가공 영역을 드릴링하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법을 제공한다.

이때, 금속 패드의 영역은 홀 가공 영역 보다 작은 것을 특징으로 하며, 금속 패드는 구리로 이루어질 수 있다.

또한, 금속 패드를 적층하는 단계의, 금속패드는 코어기판의 양면에 적층될 수 있다.

또한, 드릴링하는 단계의 홀은 PTH(plated through hole) 일 수 있으며, 드릴링하는 단계의 홀은 CNC 드릴링으로 가공될 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 홀 가공방법은 빌드업 다층 인쇄회로기판에서 절연층에 홀을 가공할 때, 절연층에 손상을 가하지 않으므로 회로패턴 간의 쇼트 불량을 방지할 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 홀 가공방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 홀 가공방법을 나타낸 순서도이고, 도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 홀 가공방법을 이용한 다층인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3 내지 도 9를 참조하면, 코어기판(10), 제1 회로패턴(20), 제2 회로패턴(22), 제3 회로패턴(24), 제4 회로패턴(26), 금속 패드(30), 절연층(40), 드릴(50), 관통홀(60), 홀 가공 영역(62), 도금층(70), 회로패턴(74)이 도시되어 있다.

본 실시예는 비아홀을 가공하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법에 있어서, 비아홀의 홀 가공 영역에 상응하도록 코어기판에 금속 패드를 적층하고, 금속 패드를 커버하도록 코어기판에 절연층을 적층하며, 절연층의 홀 가공 영역을 드릴링함으로써, 빌드업 다층 인쇄회로기판에서 절연층만 적층된 영역에 홀을 가공하여 도금층을 형성한 후 에칭할 때, 회로패턴 간의 쇼트 불량을 방지할 수 있다.

이를 위해 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 코어기판(10)의 일면에 제1 회로패턴(20)과 제2 회로패턴(22)을 형성하고, 코어기판(10)의 타면에 제3 회로패턴(24)과 제4 회로패턴(26)을 형성한다(S10).

본 발명은 코어기판(10)의 일면에만 회로패턴이 형성될 수 있음은 물론이다.

다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 회로패턴(20)과 제2 회로패턴(22) 사이에 노출되는 코어기판(10)에 금속 패드(30)를 적층하고, 제3 회로패턴(24)과 제4 회로패턴(26) 사이에 노출되는 코어기판(10)에 금속 패드(30)를 적층한다(S20).

여기서, 금속 패드(30)는 구리나 알루미늄으로 이루어질 수 있다.

다층 인쇄회로기판에서 회로패턴 간의 전기적 연결을 구현하기 위해서는 관통홀을 천공하여 비아를 형성해야 한다. 이때, 절연층만 빌드업 된 영역을 드릴로 천공하면 레진으로 형성된 절연층 때문에 드릴 비트에 스트레스가 가해져 절연층을 손상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 관통홀(60)이 천공될 영역(62)보다 작은 영역에 금속 패드(30)를 적층하고 관통홀(60)을 천공하면 레진이 아닌 금속 패드(30)에 의해서 강성이 높아짐으로 드릴 비트에 가해지는 스트레스를 줄일 수 있다.

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 회로패턴(20)과 제2 회로패턴(22) 및 금속 패드(30)를 커버하도록 코어기판(10)에 절연층(40)을 적층한다(S30). 점선의 영역은 홀 가공 영역(62)으로 관통홀(60)이 형성될 영역이다. 홀 가공 영역(62)은 금속 패드(30)의 영역 보다 크다. 따라서, 금속 패드(30)의 직경보다 큰 드릴 비트로 관통홀(60)을 형성하면 금속 패드(30)를 제거하면서 관통홀(60)을 천공할 수 있다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 금속 패드(10)의 영역에 상응하는 절연층(40)의 홀 가공 영역(62)을 드릴(50)을 이용하여 천공한다(S40).

이때, 관통홀(60)은 PTH(plated through hole)이며, CNC 드릴링 하여 가공될 수 있다.

금속 패드(30)가 있는 영역에 관통홀(60)을 천공하는 드릴링 가공을 하기 때문에, 회로패턴이 형성된 빌드업 인쇄회로기판에서 CNC 드릴링 할 때 드릴의 비트에 가해지는 스트레스를 감소시킬 수 있다. 따라서, 종래 금속 패드(30)가 없는 절연층(40)에 관통홀(60)을 가공할 때 발생되는 불량을 방지할 수 있다.

적층되는 금속 패드(30)의 영역은 천공되는 관통홀(60) 가공 영역보다 작기 때문에, 금속 패드(30)가 적층된 영역의 홀을 가공할 때, 금속 패드(30)를 제거하면서 관통홀(60)을 가공할 수 있다.

즉, 금속 패드(30)는 관통홀(60)을 가공할 때 드릴 비트에 가해지는 스트레스를 감소시켜 주기 때문에 관통홀(60)을 천공할 때 빌드업 된 절연층(40)에 손상을 가하지 않을 수 있다.

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 절연층(40)과 관통홀(60)을 동도금하여 도금층(70)을 형성하고, 도 8에 도시된 바와 같이, 도전성 잉크(72)로 관통홀(60)을 채워 비아를 형성한다.

다음으로 도 9에 도시된 바와 같이, 도금층(70)을 에칭하여 회로패턴(74)을 형성한다. 관통홀(60)을 천공할 때 절연층(40)에 손상이 가해지지 않기 때문에, 도금층(70)을 에칭하여 회로패턴(74)을 형성하면 회로패턴간(74)의 쇼트 발생을 방지할 수 있어 불량을 감소시킬 수 있다.

한편, 빌드업 된 인쇄회로기판의 제품을 복수층으로 적층하고 한꺼번에 관통홀을 형성하는 공정에서 적층되는 인쇄회로기판 제품간의 공극이 발생될 수 있다. 이때, 복수개의 인쇄회로기판에 관통홀을 형성하면 제품 사이의 공극에 드릴 비트의 칩이 낄 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 실시예에 적용되는 금속 패드(30)를 홀 가공 영역(62)에 상응하여 코어기판(10)에 적층하고 관통홀(60)을 천공함으로써 해결할 수 있다.

도 10은 금속 패드(30)가 적층된 코어기판(10)의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 회로패턴이 형성되지 않은 영역 중 홀 가공영역(62)에 상응하도록 금속 패드(30)를 적층한다. 이때, 금속 패드(30)의 영역은 홀 가공영역(62)보다 작게 형성한다.

이에 따라, 금속 패드(30)의 직경보다 큰 직경의 드릴 비트를 이용하여 관통홀(60)을 형성하면, 적층된 금속 패드(30)를 제거하면서 관통홀(60)을 천공할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 빌드업 인쇄회로기판에서 홀을 가공하는 방법을 나타낸 개념도.

도 2는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 홀 가공방법을 나타낸 순서도.

도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 홀 가공방법을 이용한 다층인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 흐름도.

도 10은 금속 패드가 적층된 코어기판의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 코어기판 20 : 제1 회로패턴

22 : 제2 회로패턴 24 : 제3 회로패턴

26 : 제4 회로패턴 30 : 금속 패드

40 : 절연층 50 : 드릴

60 : 관통홀 62 : 홀 가공 영역

70 : 도금층 74 : 회로패턴

Claims

전기적 연결을 위해 인쇄회로기판에 홀을 가공하는 방법으로서,

코어기판의 일면에 회로패턴을 형성하고, 상기 회로패턴과 이격되도록 상기 홀이 형성될 상기 코어기판의 일면에 금속패드를 형성하는 단계; - 이 때, 상기 금속패드는 상기 홀보다 작음 -

상기 금속패드를 커버하도록, 상기 코어기판의 일면에 절연층을 적층하는 단계; 및

상기 절연층의 상기 홀이 형성될 영역을 드릴링하여, 상기 절연층 및 상기 코어기판을 관통시키는 단계; - 이 때, 상기 금속패드는 전부 제거됨 -

를 포함하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 금속 패드는 구리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법.
제1항에 있어서,

상기 금속패드는 상기 코어기판의 양면에 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법.
제1항에 있어서,

상기 드릴링하는 단계의, 상기 홀은 PTH(plated through hole) 인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법.
제1항에 있어서,

상기 드릴링하는 단계의, 상기 홀은 CNC 드릴링으로 가공되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 홀 가공방법.