KR101059621B1

KR101059621B1 - 광도파로용 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101059621B1
Application number: KR1020080124830A
Authority: KR
Inventors: 김준성; 조한서; 정재현; 김상훈
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2011-08-25
Also published as: US20100142883A1; KR20100066155A; JP2010139999A; US20130122430A1; US8369676B2; JP5193906B2

Abstract

본 발명은 광도파로용 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 절연층의 관통홀에만 하부클래드층을 형성하고, 또한 관통홀 내부에만 코어물질을 도포하고 패터닝을 통해서 코어부를 형성함으로써 기존 대비 적은 양의 클래드 물질 및 코어물질을 사용하여 효율적으로 광도파로를 제작할 수 있는 광도파로용 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

광도파로, 인쇄회로기판, 클래드층, 코어, 관통홀

Description

광도파로용 인쇄회로기판 및 그 제조방법 {Printed circuit board for optical waveguides and method of manufacturing the same}

최근 고속 데이터 전송이 요구되는 모바일 기기 또는 네트워크 기기에 전기신호와 광신호의 전송이 가능하도록 각각의 배선이 포함된 광 기판에 대한 수요가 급증하고 있다.

통상적으로 광배선은 빛의 투과율이 낮은 폴리머로 제작되며 신호가 실제로 전파되는 폭과 두께 50㎛ 정도의 사각 단면을 갖는 코어부와, 이를 둘러싼 클래드부로 구성되며, 사각 단면의 코어부는 통상 사진 식각 공법 등을 이용하여 제작되고 있다.

이와 관련하여, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 종래기술에 따른 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 동박(11)과 폴리이미드층(12)으로 이루어진 연성 기판의 폴리이미드층(12)에 하부 클래드층(13)과 코어층(14)을 순차적으로 형성한다(도 1a 참조).

다음, 상기 코어층(14)을 통상의 사진 식각 공법 등을 통해서 패터닝하여 코어부(14a)를 형성한다(도 1b 참조).

마지막으로, 상기 코어부(14a)가 형성된 하부 클래드층(13) 상에 상부 클래드층(15)을 형성하여 광도파로용 인쇄회로기판을 완성한다(도 1c 참조).

상술한 바와 같은 종래방법에 따르면, 워크 사이즈(work size) 기판 전체에 코어물질을 코팅하여 코어층(14)을 형성하고, 노광/현상을 통해서 코어층(14)을 패터닝하여 코어부(14a)를 형성함으로써, 실제 필요로 하는 코어부(14a)의 부피보다 매우 많은 부피의 코어물질이 제거되어 재료비 손실이 큰 단점이 있다.

또한 클래드층(13, 15) 역시 코어부(14a)의 광신호 전달이 잘 이루어질 정도로만 코어부(14a)을 감싸면 족하지만, 기판의 전면에 투입되어 클래드 물질의 재료가 낭비되는 단점이 있다.

특히, 광배선의 재료비가 고가라는 점을 감안하면, 경제적이고 효율적인 방법을 통해서 광 기판을 제작할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 코어물질 및 클래드물질의 사용을 절감하여 제조단가를 낮출 수 있는 광도파로용 인쇄회로기판의 구조 및 제조방법을 제안한다.

본 발명에 따른 광도파로용 인쇄회로기판은, 베이스기판; 상기 베이스기판 상에 적층된 관통홀을 갖는 절연층; 상기 관통홀의 내측 하부에 형성된 하부클래드층; 상기 하부클래드층 상에 형성된 코어부; 및 상기 하부클래드층 및 상기 코어부의 상부에 형성되어 상기 코어부의 노출면을 감싸는 상부클래드층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 베이스기판은 회로 형성용 금속층, 경성 인쇄회로기판, 연성 인쇄회로기판 및 경연성 인쇄회로기판 중 어느 하나인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 베이스기판은 상기 관통홀 하부에 형성된 광투과부를 구비하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 절연층은 감광성 수지, 열경화성 수지, 열가소성 수지, 보강기재 함침 열경화성 수지, 보강기재 함침 열가소성 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 절연층은 서로 대응하는 관통 홀을 갖는 상부절연층 및 하부절연층을 포함하는 이루어진 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 코어부는 복수의 코어 패턴으로 이루어진 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 베이스기판은 폴리이미드층, 및 상기 폴리이드층의 상부, 하부, 또는 상부 및 하부에 형성된 전기신호를 전달하는 회로패턴을 포함하는 것에 있다.

본 발명에 따른 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법은, (A) 베이스기판 상에 관통홀을 갖는 절연층을 형성하는 단계; (B) 상기 관통홀의 내측 하부에 하부클래드층을 형성하는 단계; (C) 상기 하부클래드층 상에 코어부를 형성하는 단계; 및 (D) 상기 하부클래드층 및 상기 코어부 상부에 상기 코어부를 감싸는 상부클래드층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 (A) 단계는, (ⅰ) 베이스기판 상에 절연층을 적층하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 절연층에 노광/현상 공정 또는 레이저 드릴링 공정을 통해 관통홀을 형성하는 단계를 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 (B) 단계는, (ⅰ) 상기 관통홀 내측 하부에 액상의 하부클래드 물질을 도포하는 단계; (ⅱ) 투명 이형성 필름을 적층하여 상기 액상의 하부클래드 물질을 평탄화하는 단계; 및 (ⅲ) 자외선을 조사하거나 또는 열을 가하여 상기 하부클래드 물질을 경화하여 관통홀의 내측 하부에 하부클래드층을 형성하는 단계;를 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 (C) 단계는, (ⅰ) 상기 관통홀 내부의 상기 하부클래드층 상부에 액상의 코어물질을 도포하는 단계; (ⅱ) 투명 이형성 필름을 적층하여 상기 코어물질을 평탄화하는 단계; (ⅲ) 패턴 마스크를 이용하여 상기 코어물질을 선택적으로 노광시키는 단계; 및 (ⅳ) 상기 투명 이형성 필름을 제거하고 상기 노광된 코어물질을 현상하여 코어부 형성하는 단계;를 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 (D) 단계는 상기 하부클래드층 및 상기 코어부 상부에 액상의 상부클래드 물질을 도포하고 경화시키는 공정, 또는 상기 하부클래드층 및 상기 코어부 상부에 상부 클래드 필름을 적층하는 공정으로 수행되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 베이스기판은 폴리이드층 및 상기 폴리이미드층 하부에 적층된 금속층을 포함하고, 상기 (D) 단계 이후에, 상기 금속층을 패터닝하여 회로패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것에 있다.

본 발명에 따른 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법은, (A) 베이스기판 상에 하부관통홀을 갖는 하부절연층을 형성하는 단계; (B) 상기 하부관통홀의 내부에 하부클래드층을 형성하는 단계; (C) 상기 하부절연층 상부에 상기 하부관통홀과 연결되어 관통홀을 형성하는 상부관통홀을 갖는 상부절연층을 형성하는 단계; (D) 상기 하부클래드층 상에 코어부를 형성하는 단계; 및 (E) 상기 하부클래드층 및 상기 코어부 상부에 상기 코어부를 감싸는 상부클래드층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 (B) 단계는, (ⅰ) 상기 하부관통홀 내부에 액상의 하부클래드 물질을 도포하는 단계; (ⅱ) 투명 이형성 필름을 적층하여 상기 액상의 하부클래드 물질을 평탄화하는 단계; 및 (ⅲ) 자외선을 조사하거나 또는 열을 가하여 상기 하부클래드 물질을 경화하여 하부관통홀의 내부에 하부클래드층을 형성하는 단계;를 포함하는 것에 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 베이스 기판 상에 광도파로를 형성함에 있어서, 코어물질을 인쇄회로기판의 워크 사이즈 전체에 도포하지 않고, 관통홀을 갖는 절연층을 먼저 형성하고, 이를 이용하여 제한된 영역의 관통홀 내에만 코어물질을 충전하고 패터닝하여 코어부를 형성함으로써 코어물질의 사용량을 종전 기술 대비 약 1/10 내지 1/50 수준으로 감소시켜 경제성 및 효율성을 동시에 높일 수 있다.

또한, 하부클래드층을 절연층의 관통홀 내부에만 형성함으로써 하부클래드층 에 사용되는 클래드물질의 사용을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 광도파로용 인쇄회로기판 및 그의 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도면의 전체에 걸쳐, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 중복되는 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 상부, 하부 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판의 단면도를 도시하고, 도 2b는 도 2a에 도시된 광도파로용 인쇄회로기판의 다른 실시형태를 도시한다.

도 2a에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판은, 베이스기판(100), 베이스기판(100) 상에 적층된 관통홀(305 도 5 참조)을 갖는 절연층(300), 및 광도파로를 포함하는 구성이다.

베이스기판(100)은 절연재(110) 상에 형성된 전기 신호 전송용 회로패턴(135)을 포함하는 구성이다. 본 실시예에서는 절연재(110) 하부에 회로패턴(135)이 형성된 베이스기판(100)을 예시적으로 도시한다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 도 2b에 도시된 바와 같이, 절연재(110)의 상면에 회로패턴(135)이 형성된 것도 가능하고, 도시되지는 않았으나 절연재(110)의 상부 및 하부에 전기신호를 전 달하는 회로패턴(135)이 형성된 형태도 가능하다.

여기서, 베이스기판(100)에 사용되는 절연재(110)는 폴리이미드가 될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니고, 일반적인 절연자재인 에폭시 수지를 포함하는 프리프레그 등이 될 수 있다. 즉, 베이스기판(100)은 인쇄회로기판 분야에서 통상적으로 사용되는 연성인쇄회로기판. 경성인쇄회로기판 및 경연성인쇄회로기판이 될 수 있다.

이때, 베이스기판(100)은 이하에서 설명할 광도파로에 광신호를 입사 및 출사하는 광투과부(미도시)를 구비할 수 있다. 광투과부는 바람직하게는 850 nm 파장에서 광투과도가 50% 이상이다. 광투과부는 베이스기판(100)에 사용되는 절연재(110)에 광투과성 재료를 사용하여 구성될 수 있으며, 또는 비투명성 절연재(110)에 홀을 형성하여 인위적으로 형성된 광투과부가 될 수 있다.

절연층(300)은 베이스기판(100)의 상부에 적층되며 관통홀(305)을 갖는 부재이다. 관통홀(305)은 내부에 광도파로를 수용할 수 있는 크기를 가지며, 바람직하게는 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜의 직경으로 형성된다. 절연층(300)은 열경화성 수지, 열가소성 수지, 보강기재 함침 열경화성 수지, 보강기재 함침 열가소성 수지 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 또는 2 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 절연층(300)은 인쇄회로기판 분야에서 통상적으로 사용되는 프리프레그, 폴리이미드 필름, 감광성 절연재 등이 될 수 있다.

광도파로는 관통홀(305)의 내측 하부에 형성된 하부클래드층(530), 하부클래드층(530) 상에 형성된 코어부(730), 및 하부클래드층(530) 및 코어부(730)의 상부 에 형성되어 코어부(730)의 노출면을 감싸는 상부클래드층(930)을 포함하는 구성이다.

하부클래드층(530)은 절연층(300)의 내측 하부에 바람직하게는 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께로 형성된다. 하부클래드층(530)은 예를 들면, 아크릴(acryl), 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 불소화아크릴, 또는 불소화 폴리이미드 등의 폴리머 계열의 재질로 이루어진다.

코어부(730)는 관통홀(305) 내부의 하부클래드층(530) 상에 형성되며, 베이스기판(100)을 기준으로한 코어부(730)의 높이는 절연층(300)의 높이와 동일하거나, 낮거나 또는 높게 형성될 수 있다. 코어부(730)는 하부클래드층(530)과 후술하는 상부클래드층(930) 사이에 개재되며, 광신호가 전달되는 경로로서 기능한다. 코어층 역시 상부클래드층(930) 및 하부클래드층(530)과 유사한 폴리머 계열의 재질로 이루어지는데, 효율적인 광신호 전송을 위하여 클래드층보다 높은 굴절률을 갖는다. 도시된 바와 같이, 코어부(730)는 복수의 코어 패턴으로 이루어질 수 있다.

상부클래드층(930)은 하부클래드층(530) 및 코어부(730)의 상부에 형성되어 코어부(730)의 노출면을 감싸도록 구성되며 하부클래드층(530)과 동일 또는 유사한 물질로 구성된다. 상부클래드층(930)은 도 2a 도시된 바와 같이, 관통홀(305)의 내측을 충전하며 일부가 절연층(300)을 덮도록 구성될 수 있으나 이러한 형상으로 제한되는 것은 아니고, 상부클래드층(930) 역시 하부클래드층(530)과 유사하게 관통홀(305) 내부만을 충전하도록 구성될 수 있다(도 3a 참조).

상술한 바와 같은 인쇄회로기판은 베이스기판(100)에 형성된 회로패턴(135) 을 통해 전기실호를 전달하며, 광도파로를 통해 광신호를 전달할 수 있다. 이때 광신호는 베이스기판(100)에 형성된 광투과부를 통해 코어부(730)에 입사되어, 하부클래드층(530) 및 상부클래드층(930)에 의해 전반사를 일으키면서 코어부(730)를 따라 전송된다. 광신호는 도시되지 않은 미러를 통해 반사되어 출사되게 된다.

도 3a는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판의 단면도를 도시하고, 도 3b는 도 3a에 도시된 광도파로용 인쇄회로기판의 다른 실시형태를 도시한다. 여기에서는 상술한 실시예와 중복되는 서술은 생략한다.

도 3a에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판은, 베이스기판(100), 베이스기판(100) 상에 적층된 관통홀(315, 335; 도 16 및 도 20 참조)을 갖는 절연층(310, 330), 및 광도파로를 포함하는 구성이다.

이때, 절연층은 서로 대응하는 관통홀을 갖는 상부절연층(330) 및 하부절연층(310)으로 구성된다. 바람직하게는 하부절연층(310)은 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지며, 상부절연층(330)은 10 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 갖는다.

본 실시예의 베이스기판(100) 역시 도 3b에 도시된 바와 같이, 상부에 형성된회로패턴(135)을 포함할 수 있으며, 이때 하부클래드층(530)은 회로패턴(135)에 대해서는 통상의 절연층(300)으로 기능한다.

한편, 본 실시예에서는 상부클래드층(930)이 관통홀 내부에만 충전된 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 코어부(730)를 감싸는 상부클래드층(930)의 일부가 절연층(300)의 상부로 연장된 형태도 가능하다(도 2a 참조).

상술한 구성의 인쇄회로기판은 하부클래드층(530) 및 상부클래드층(930)의 적어도 일부가 관통홀 내부에 형성되기 때문에 사용되는 클래드 물질의 양을 줄일 수 있으며 제조단가를 낮출 수 있다.

도 4 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판을 제조하는 공정을 공정순서대로 도시하는 도면이다. 이하에서는 이를 참조하여 본 실시예의 제조공정을 서술한다.

먼저, 베이스기판(100) 상에 관통홀(305)을 갖는 절연층(300)을 형성하는 단계이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 베이스기판(100)이 제공되면, 베이스기판(100) 상부에 절연층(300)을 적층한다. 베이스기판(100)은 절연재(110)의 일면에 금속층(130)이 적층된 것을 사용한다. 본 실시예에서는 폴리이미드로 이루어진 절연재(110)의 일면에 동박이 적층된 연성 동박적층판을 사용한다. 그러나 이에 한정되지 않고, 동박과 같은 회로 형성용 금속층(130)을 직접 사용할 수 있으며, 또한 인쇄회로기판 분야에서 통상적으로 사용되는 기타 연성 동박적층판, 경성 동박적층판, 경연성 동박적층판을 필요에 따라 선택하여 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 베이스기판(100)으로서 하나 이상의 회로층이 기 형성된 연성, 경성, 경연성 인쇄회로기판을 사용할 수 있다.

절연층(300)은 열경화성 수지, 열가소성 수지, 보강기재 함침 열경화성 수지, 보강기재 함침 열가소성 수지 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 또는 2 이 상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 절연층(300)의 구체적인 예로는 인쇄회로기판 분야에서 통상적으로 사용되는 프리프레그, 폴리이미드 필름, 감광성 절연재 등이 포함되나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 절연층(300)에 관통홀(305)을 형성한다. 절연층(300)에 관통홀(305)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고 실제 사용되는 절연층(300) 물질에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들어, 노광/현상 공정을 이용한 사진 식각 공법 또는 레이저 가공 등의 방법을 통해서 수행될 수 있다.

다음, 관통홀(305)의 내측 하부에 하부클래드층(530)을 형성하는 단계이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 관통홀(305) 내측 하부에 액상의 하부클래드 물질(510)을 도포한다. 액상 하부클래드 물질(510)을 디스펜싱(dispensing), 잉크젯(ink jetting), 인쇄 등의 당업계에 공지된 방법을 통해서 관통부 내에 채워 넣는다.

이후, 도 7에 도시된 바와 같이, 투명 이형성 필름(800)을 적층하여 액상의 하부클래드 물질(510)을 평탄화하고, 자외선을 조사하거나 또는 열을 가하여 상기 하부클래드 물질(510)을 경화하여 관통홀(305)의 내측 하부에 하부클래드층(530)을 형성한다.

이때, 평탄화 공정은 필수적인 것은 아니고, 하부클래드 물질(510)의 표면이 굴곡진 경우에만 수행되는 선택적인 공정이다. 특히, 하부클래드층(530)은 필름 상태의 클래드 물질을 라미네이션하여 형성하는 것도 가능한데 이때에는 평탄화 공정이 생략될 수 있다.

다음, 하부클래드층(530) 상에 코어부(730)를 형성하는 단계이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 관통홀(305) 내부의 하부클래드층(530) 상부에 액상의 코어물질(710)을 도포한다. 액상 코어물질(710)을 디스펜싱(dispensing), 잉크젯(ink jetting), 인쇄 등의 당업계에 공지된 방법을 통해서 관통부 내에 채워 넣고, 프리-베이킹(pre-baking)을 수행한다. 이때, 코어물질(710)은 관통홀(305)을 완전히 채우는 것도 가능하지만, 관통홀(305)을 완전히 채우지 않는 것도 가능하다. 또한 코어물질(710)의 표면장력에 의해 관통홀(305) 내부 용적보다 많은 양의 코어물질(710)이 채워질 수 있다. 추후 형성될 코어부(730; 코어패턴)의 높이를 결정하게 된다.

이후, 통상의 노광 방식을 적용하기 위해 투명 이형성 필름(800)을 적층하여 코어물질(710)을 평탄화한다. 투명 이형성 필름(800)을 진공하에서 적층하여 충전된 코어물질(710)을 평탄화시키며, 여기서 사용되는 투명 이형성 필름(800)은 이물질에 의한 오염을 방지하면서 코어물질(710)의 평탄성 확보를 가능하게 하고, 이후 노광 과정에서 빛의 투과가 가능할 뿐 아니라, 노광 후 제거가 용이한 물질이라면 특별히 한정되지 않고 무엇이든 사용가능하다. 이때에도, 평탄화 공정은 필수적인 것은 아니고, 코어물질(710)의 표면이 굴곡진 경우에만 수행되는 선택적인 공정이다. 또한, 액상의 코어물질(710) 뿐만 아니라, 필름 상태의 코어물질(710)을 라미네이션 하는 것도 가능하다.

이후, 도 9에 도시된 바와 같이, 패턴 마스크(M)를 이용하여 코어물질(710)을 선택적으로 노광시킨다. 이때, 필요에 따라 노광 전 또는 후에 PEB(post exposure baking)를 할 수 있다.

이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 투명 이형성 필름(800)을 제거하고 노광된 코어물질(710)을 현상하여 코어부(730) 형성한다.

한편, 본 실시예에서는 노광/현상 방식으로 코어부(730)를 패터닝하는 방식에 대해서 서술하였으나, 레이저를 이용한 식각 방식으로 코어부(730)를 패터닝 할 수 있다. 즉, 관통홀 내부의 상기 하부클래드층 상부에 액상의 코어물질을 도포하고, 코어물질에 광(UV)을 조사하거나 열을 가하여 코어물질을 경화한 후, 코어물질을 레이저로 패터닝하는 방식으로 코어부 형성할 수 있다. 이때, 코어부를 패터닝할 때에는 예를 들면 엑시머 레이저, YAG 레이저, 또는 CO₂ 레이저를 사용하여 레이저 펄스(Laser Pulse) 및 샷(Shot)수를 조절하면서 경화된 코어물질을 선택적으로 식각하는 것이 바람직하다.

또한, UV와 마스크를 이용한 굴절률 변화 방식, 레이저를 이용한 굴절률 변화 방식을 이용하여 코어부(730)를 패터닝 할 수 있다.

다음, 하부클래드층(530) 및 코어부(730) 상부에 코어부(730)를 감싸는 상부클래드층(930)을 형성하는 단계이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 하부클래드층(530) 및 코어부(730) 상부에 액상의 상부클래드 물질(910)을 도포하고 경화시키는 공정, 또는 하부클래드층(530) 및 코어부(730) 상부에 상부 클래드 필름을 적층하는 공정으로 도 12a에 도시된 바와 같이 상부클래드층(930)을 형성할 수 있다. 이때, 상부클래드층(930) 역시 도 12b 에 도시된 바와 같이, 절연층(300)의 관통홀(305) 내부에만 형성하는 것도 가능하다.

다음, 도 13에 도시된 바와 같이, 금속층(130)을 패터닝하여 회로패턴(135)을 형성한다. 본 단계는 절연재(110)의 하부에 금속층(130)을 갖는 베이스기판(100)을 사용한 경우에만 수행되며, 도 14에 도시된 바와 같이, 베이스기판(100)으로 절연재(110) 상부에 회로패턴(135)이 형성된 것을 사용한 경우에는 본 공정이 생략될 수 있다.

도 15 내지 도 26은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판을 제조하는 공정을 공정순서대로 도시하는 도면이다. 이하에서는 이를 참조하여 본 실시예의 제조공정을 서술한다. 본 실시예에서는 상술한 실시예와 중복되는 서술은 생략한다.

먼저, 베이스기판(100) 상에 하부관통홀(315)을 갖는 하부절연층(310)을 형성하는 단계이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 베이스기판(100)이 제공되면 베이스기판(100) 상부에 바람직하게는 10 ㎛ 내지 00 ㎛의 두께를 갖는 하부절연층(310)을 적층한다.

이후, 도 16에 도시된 바와 같이, 하부절연층(310)에 하부관통홀(315)을 형성한다.

다음, 하부관통홀(315)의 내부에 하부클래드층(530)을 형성한다.

도 17에 도시된 바와 같이, 하부관통홀(315) 내부에 액상의 하부클래드 물 질(510)을 도포하고, 도 18에 도시된 바와 같이, 투명 이형성 필름(200)을 적층하여 액상의 하부클래드 물질(510)을 평탄화하고, 다음 도 19에 도시된 바와 같이, 자외선을 조사하거나 또는 열을 가하여 하부클래드 물질(510)을 경화하여 하부관통홀(315)의 내부에 하부클래드층(530)을 형성할 수 있다. 이때, 투명 이형성 필름(200)을 이용한 평탄화 공정은 선택사항이다.

다음, 도 20에 도시된 바와 같이, 하부절연층(310) 상부에 하부관통홀(315)과 연결되어 단일 관통홀을 형성하는 상부관통홀(335)을 갖는 상부절연층(330)을 형성한다. 상부관통홀(335)과 하부관통홀(315)은 완전히 정합하는 것이 바람직하지만 어느정도의 오차를 갖으면서 연결되어어도 무관한다.

상부절연층(330)은 열경화성 수지, 열가소성 수지, 보강기재 함침 열경화성 수지, 보강기재 함침 열가소성 수지 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 또는 2 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 상부 절연층(300)은 프리프레그, 폴리이미드 필름, 감광성 절연재 등이 될 수 있으며, 상부관통홀(335)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고 실제 사용되는 상부절연층(330) 물질에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들어, 노광/현상 공정을 이용한 사진 식각 공법 또는 레이저 가공 등의 방법을 통해서 수행될 수 있다.

도 21 내지 도 22에 도시된 바와 같이, 상부관통홀(335) 내부에 코어물질(710)을 채워넣고 평탄화한 후 선택적으로 노광 및 현상하여 코어부(730)를 형성하며, 상술한 실시예와 동일 및 극히 유사한 공정에 의해 실시되므로 여기에서는 상세하게 서술하지 않는다.

도 23에 도시된 바와 같이, 하부클래드층(530) 및 코어부(730) 상부에 액상의 상부클래드 물질(910)을 도포하고 경화시키는 공정, 또는 하부클래드층(530) 및 코어부(730) 상부에 상부 클래드 필름을 적층하는 공정으로 도 24a에 도시된 바와 같이 상부클래드층(930)을 형성할 수 있다. 이때, 상부클래드층(930) 역시 도 24b에 도시된 바와 같이, 상부절연층(3300)의 관통홀(335) 내부에만 형성하는 것도 가능하다.

다음, 도 25에 도시된 바와 같이, 금속층(130)을 패터닝하여 회로패턴(135)을 형성한다. 본 단계는 절연재(110)의 하부에 금속층(130)을 갖는 베이스기판(100)을 사용한 경우에만 수행되며, 도 26에 도시된 바와 같이, 베이스기판(100)으로 절연재(110) 상부에 회로패턴(135)이 형성된 것을 사용한 경우에는 본 공정이 생략될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 베이스기판(100) 상에 광도파로를 형성함에 있어서, 코어물질(710)을 인쇄회로기판의 워크 사이즈 전체에 도포하지 않고, 관통홀(305)을 갖는 절연층(300)을 먼저 형성하고, 이를 이용하여 제한된 영역의 관통홀(305) 내에만 코어물질(710)을 충전하고 패터닝하여 코어부(730)를 형성함으로써 코어물질(710)의 사용량을 종전 기술 대비 약 1/10 내지 1/50 수준으로 감소시켜 경제성 및 효율성을 동시에 높일 수 있다.

또한, 하부클래드층(530)을 절연층(300)의 관통홀(305) 내부에만 형성함으로써 하부클래드층(530)에 사용되는 클래드 물질의 사용을 줄일 수 있다.

나아가, 코어 형성용 관통부를 갖는 부재의 사용 및 선택적으로 투명 이형성 필름(800)의 사용에 따라, 좀 더 정밀하고 미세한 코어부(730)의 형성이 가능할 뿐 아니라, 코어부(730)의 평탄성 및 이물질 등의 오염에 의한 광 특성 저하를 방지할 수 있어, 높은 신뢰성의 광도파로용 인쇄회로기판을 효율적으로 제조할 수 있다.

한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법을 도시하는 도면이다.

도 3a는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판의 단면도를 도시하고, 도 3b는 도 3a에 도시된 광도파로용 인쇄회로기판의 다른 실시형태를 도시한다.

도 4 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판을 제조하는 공정을 공정순서대로 도시하는 도면이다.

도 15 내지 도 26은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광도파로용 인쇄회로기판을 제조하는 공정을 공정순서대로 도시하는 도면이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 설명 >

100 베이스기판 110 절연재

130 금속층 135 회로패턴

300 절연층 305 관통홀

310 하부절연층 315 하부관통홀

330 상부절연층 335 하부관통홀

510 하부클래드물질 530 하부클래드층

200, 800 투명 이형성필름 710 코어물질

730 코어부 910 상부클래드물질

930 상부클래드층 M 마스크

Claims

베이스기판;

상기 베이스기판 상에 적층된 관통홀을 갖는 절연층;

상기 관통홀의 내측 하부에 형성된 하부클래드층;

상기 관통홀 내부의 하부클래드층 상에 형성된 코어부; 및

상기 하부클래드층 및 상기 코어부의 상부에 형성되어 상기 코어부의 노출면을 감싸도록 상기 관통홀 내부에 충전되는 상부클래드층;

을 포함하는 광도파로용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,

상기 베이스기판은 회로 형성용 금속층, 경성 인쇄회로기판, 연성 인쇄회로기판 및 경연성 인쇄회로기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,

상기 베이스기판은 상기 관통홀 하부에 형성된 광투과부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,

상기 절연층은 감광성 수지, 열경화성 수지, 열가소성 수지, 보강기재 함침 열경화성 수지, 보강기재 함침 열가소성 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,

상기 절연층은 서로 대응하는 관통홀을 갖는 상부절연층 및 하부절연층을 포함하는 이루어진 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,

상기 코어부는 복수의 코어 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,

상기 베이스기판은 폴리이미드층, 및 상기 폴리이드층의 상부, 하부, 또는 상부 및 하부에 형성된 전기신호를 전달하는 회로패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판.
(A) 베이스기판 상에 관통홀을 갖는 절연층을 형성하는 단계;

(B) 상기 관통홀의 내측 하부에 하부클래드층을 형성하는 단계;

(C) 상기 관통홀 내부에 코어물질을 도포하여 하부클래드층 상에 코어부를 형성하는 단계; 및

(D) 상기 하부클래드층 및 상기 코어부 상부에 상기 코어부를 감싸는 상부클래드층을 형성하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 (A) 단계는,

(ⅰ) 베이스기판 상에 절연층을 적층하는 단계; 및

(ⅱ) 상기 절연층에 노광/현상 공정 또는 레이저 드릴링 공정을 통해 관통홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 (B) 단계는,

(ⅰ) 상기 관통홀 내측 하부에 액상의 하부클래드 물질을 도포하는 단계;

(ⅱ) 투명 이형성 필름을 적층하여 상기 액상의 하부클래드 물질을 평탄화하는 단계; 및

(ⅲ) 자외선을 조사하거나 또는 열을 가하여 상기 하부클래드 물질을 경화하여 관통홀의 내측 하부에 하부클래드층을 형성하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 (C) 단계는,

(ⅰ) 상기 관통홀 내부의 상기 하부클래드층 상부에 액상의 코어물질을 도포하는 단계;

(ⅱ) 투명 이형성 필름을 적층하여 상기 코어물질을 평탄화하는 단계;

(ⅲ) 패턴 마스크를 이용하여 상기 코어물질을 선택적으로 노광시키는 단계; 및

(ⅳ) 상기 투명 이형성 필름을 제거하고 상기 노광된 코어물질을 현상하여 코어부 형성하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 (C) 단계는,

(ⅰ) 상기 관통홀 내부의 상기 하부클래드층 상부에 액상의 코어물질을 도포하는 단계;

(ⅱ) 상기 코어물질에 광을 조사하거나 열을 가하여, 상기 코어물질을 경화하는 단계; 및

(ⅲ) 상기 코어물질을 레이저로 패터닝하여 코어부 형성하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 (D) 단계는

상기 하부클래드층 및 상기 코어부 상부에 액상의 상부클래드 물질을 도포하고 경화시키는 공정, 또는 상기 하부클래드층 및 상기 코어부 상부에 상부 클래드 필름을 적층하는 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 베이스기판은 폴리이드층 및 상기 폴리이미드층 하부에 적층된 금속층을 포함하고,

상기 (D) 단계 이후에,

상기 금속층을 패터닝하여 회로패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.
(A) 베이스기판 상에 하부관통홀을 갖는 하부절연층을 형성하는 단계;

(B) 상기 하부관통홀의 내부에 하부클래드층을 형성하는 단계;

(C) 상기 하부절연층 상부에 상기 하부관통홀과 연결되어 관통홀을 형성하는 상부관통홀을 갖는 상부절연층을 형성하는 단계;

(D) 상기 상부관통홀 내부에 코어물질을 도포하여 하부클래드층 상에 코어부를 형성하는 단계; 및

(E) 상기 하부클래드층 및 상기 코어부 상부에 상기 코어부를 감싸는 상부클래드층을 형성하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.
제15항에 있어서,

상기 (B) 단계는,

(ⅰ) 상기 하부관통홀 내부에 액상의 하부클래드 물질을 도포하는 단계;

(ⅱ) 투명 이형성 필름을 적층하여 상기 액상의 하부클래드 물질을 평탄화하는 단계; 및

(ⅲ) 자외선을 조사하거나 또는 열을 가하여 상기 하부클래드 물질을 경화하여 하부관통홀의 내부에 하부클래드층을 형성하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 인쇄회로기판의 제조방법.