KR101101496B1 - 배선기판 제조용 캐리어 및 이를 이용한 배선기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 배선기판 제조용 캐리어는, 일면 또는 양면에 접착층이 형성된 프리프레그; 상기 접착층의 상면에 형성된 지지층; 및 상기 지지층의 상면에 형성된 보호층;을 포함하며, 상기 접착층은 일정온도 이상에서 접착력을 상실하는 물질로 형성되며, 상기 보호층은 상기 지지층과 서로 다른 에칭액을 이용하여 선택적으로 에칭이 가능한 재질로 형성되고, 상기 접착층을 형성하는 물질은 주석(Sn), SnAg, SnAgCu, SnAgBi, 또는 SnAgIn 중 어느 하나이며, 상기 지지층을 형성하는 물질은 구리(Cu)이며, 상기 보호층을 형성하는 물질은 니켈(Ni)일 수 있다.

배선기판, 캐리어, 코어리스(coreless) 기판

Description

배선기판 제조용 캐리어 및 이를 이용한 배선기판의 제조방법{carrier for manufacturing wiring substrate and method of manufacturing wiring substrate using the same}

본 발명은 배선기판 제조용 캐리어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배선기판의 양면에 형성되는 SR(Soldering Resistor)층의 소재 선택의 폭이 넓은 배선기판 제조용 캐리어에 관한 것이다.

전자기기에서 반도체 칩과 메인 기판의 안정적인 접속과 신호전달을 위하여 반도체 접속용 기판, 즉 배선기판을 사용하고 있다. 그런데 최근 전자기기의 소형화 및 박형과 경향에 따라서 배선기판에도 고밀도회로 구현 및 박형화에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 반영하여 배선기판의 박형화를 위해서는 주로 기판 제조공정에서 코어재로 사용하는 동박적층판(Copper Clad Laminate, CCL)의 두께를 낮추는 방향으로 개발을 진행해 왔다. 그러나 코어재의 두께를 낮추는 데에는 양산설비를 이용한 구동에 한계가 있으므로, 캐리어를 사용하여 배선기판을 제조하는 방법이 또다른 대안으로서 최근 제시되고 있다.

캐리어를 사용하여 배선기판을 제조하는 방법은, 구체적으로 비교적 두께가 두껍고 강성이 있는 재료인 캐리어를 사용하여 구동성을 확보한 상태로 공정을 진행하고 최종적으로 캐리어로부터 배선기판을 분리하는 방법을 말한다.

그런데 이러한 캐리어를 사용하여 배선기판을 제조하는 방법의 경우 캐리어의 일면 또는 양면에 SR 층을 적층하는 것으로 시작하기 때문에, 캐리어의 일면 또는 양면에 형성된 SR 층은 배선기판을 형성하기 위한 여러번의 적층공정을 거치게 된다.

이때, 적층공정은 약 200℃의 고온에서 압력을 가한 상태로 진행되므로 캐리어에 적층된 SR 층은 고온 및 고압을 견디기 위하여 열경화성 자재에 한정되고 광경화성 수지를 사용할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 열경화성 자재로 형성된 SR 층의 경우 배선기판의 일부가 노출되도록 SR 층의 일부를 제거할 때 노광 및 현상을 이용할 수 없고, LDA(Laser Direct Ablation) 공법에 한정되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 배선기판의 상하면을 보호하는 SR층의 소재 선택의 폭이 넓어지도록 하는 배선기판 제조용 캐리어를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선기판 제조용 캐리어는, 일면 또는 양면에 접착층이 형성된 프리프레그; 상기 접착층의 상면에 형성된 지지층; 및 상기 지지층의 상면에 형성된 보호층;을 포함하며, 상기 접착층은 일정온도 이상에서 접착력을 상실하는 물질로 형성되며, 상기 보호층은 상기 지지층과 서로 다른 에칭액을 이용하여 선택적으로 에칭이 가능한 재질로 형성되고, 캐리어의 접착층을 형성하는 물질은 주석(Sn), SnAg, SnAgCu, SnAgBi, 또는 SnAgIn 중 어느 하나이며, 지지층을 형성하는 물질은 구리(Cu)이며, 보호층을 형성하는 물질은 니켈(Ni)일 수 있다.

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본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배선기판 제조용 캐리어의 접착층의 두께는 2 내지 30um이며, 보호층의 두께는 2um 이상일 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선기판의 제조방법은, 프리프레그의 일면 또는 양면에 접착층, 지지층, 및 보호층이 순서대로 적층된 캐리어의 일면 또는 양면에 하나 이상의 배선층 및 절연층을 순서대로 적층한 배선기판을 형성하는 단계; 고온을 가하여 상기 캐리어 내부의 접착층을 녹임으로써 상기 캐리어로부터 상기 지지층 및 보호층을 포함한 배선기판을 분리하는 단계; 제1에칭액을 이용하여 상기 배선기판 하면의 지지층을 제거하는 단계; 제2에칭액을 이용하여 상기 배선기판 하면의 보호층을 제거하는 단계; 및 상기 배선기판의 상하면에 SR층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 접착층은 일정 온도 이상에서 접착력을 상실하는 물질로 형성되며, 상기 보호층은 상기 지지층과 서로 다른 에칭액을 이용하여 선택적으로 에칭이 가능한 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배선기판의 제조방법에 있어서, 접착층을 형성하는 물질은 200℃~260℃ 사이에서 녹아 접착력을 상실하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배선기판의 제조방법에 있어서, 상기 접착층을 형성하는 물질은 주석(Sn), SnAg, SnAgCu, SnAgBi, 또는 SnAgIn 중 어느 하나이며, 상기 지지층을 형성하는 물질은 구리(Cu)이며, 상기 보호층을 형성하는 물질은 니켈(Ni)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배선기판의 제조방법은, 상기 배선기판의 일부가 노출되도록 상기 배선기판의 상하면에 형성된 SR 층의 일부를 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배선기판의 제조방법에 있어서, 상기 배선기판의 상하면에 형성된 SR 층의 일부를 제거하는 단계는, LDA(Laser Direct Ablation) 공법 또는 노광 및 현상을 이용하여 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배선기판의 제조방법에 있어서, 상기 SR 층은 열경화성 수지 또는 광경화성 수지 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배선기판의 제조방법에 있어서, 상기 배선층은 회로패턴에 따라 형성된 두 층의 도전성 트레이스 사이에 상기 두 층의 도전성 트레이스가 전기적으로 연결되도록 하는 비아가 형성된 절연층을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배선기판의 제조방법은, 상기 캐리어의 일면 또는 양면에 배선기판을 형성하는 단계를 수행한 후, 상기 배선기판의 상면에 보호 필름을 적층하는 단계; 및 상기 제2에칭액을 이용하여 보호층을 제거하는 단계를 수행한 후, 보호 필름을 박리하는 단계;를 더 포함하며, 상기 보호 필름은 상기 제1 및 2 에칭액으로부터 상기 배선기판을 보호할 수 있다.

본 발명에 의한 배선기판 제조용 캐리어 및 이를 이용한 배선기판의 제조방법은 지지층과 서로 다른 에칭액으로 선택적으로 에칭이 가능한 재질로 지지층의 상면에 보호층을 형성함으로써 배선기판의 적층공정이 완료된 후에 배선기판의 상 하면에 SR층을 적층할 수 있다.

따라서, SR층은 배선기판의 적층공정 중의 고온 및 고압의 상태를 거치지 않게 되므로 SR층의 소재 선택의 폭이 넓어지는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선기판 제조용 캐리어의 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선기판 제조용 캐리어(100)는 프리프레그(110), 접착층(120), 지지층(130), 및 보호층(140)을 포함할 수 있다.

상기 접착층(120)은 상기 프리프레그(110)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 상기 지지층(130)은 상기 접착층(120)의 상면에 형성될 수 있다. 이때, 상기 지지층(130)은 구리(Cu)로 형성될 수 있다.

상기 접착층(120)은 배선기판의 제조공정 중에는 접착력을 유지해야 하고, 배선기판의 제조가 완료된 후에는 일정 고온에서 접착력이 상실됨으로써 캐리어로부터 배선기판의 분리가 가능하도록 해야 한다.

일반적으로 하나 이상의 배선층을 적층하여 배선기판을 제조하는 공정에서는 최고 약 200℃의 온도까지 올라갈 수 있으므로 상기 접착층(120)은 200℃ 이상의 온도에서도 접착력을 유지할 수 있어야 한다.

또한, 배선기판은 일반적으로 솔더링 시의 온도인 약 260℃의 온도까지 그 특성이 변화되지 않으므로 상기 접착층(120)은 260℃ 이하의 온도에서 접착력을 상실하는 것이어야 한다.

즉, 200℃ 이상 260℃ 이하의 온도에서 녹는점을 가지는 물질을 상기 접착층(120)으로서 사용할 수 있다. 주석(Sn)은 232℃의 녹는점을 가지므로 상기 접착층(120)은 주석일 수 있다. 또한, SnAg, SnAgCu, SnAgBi, 또는 SnAgIn 등의 합금이 상기 접착층(120)으로서 사용될 수 있으며 이에 한정되지 않고 상기의 온도조건을 만족하는 물질은 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 보호층(140)은 상기 지지층(130)의 상면에 형성될 수 있다.

상기 보호층(140)은 상기 캐리어(100)의 일면 또는 양면에 형성된 배선기판을 상기 캐리어(100)로부터 분리한 후에 배선기판의 하면에 남아있는 상기 접착층(120) 및 지지층(130)을 에칭액에 의하여 제거할 때 배선기판 하부의 패턴을 보호하는 역할을 한다.

구체적으로, 배선기판의 하부에는 도전성 트레이스 및 절연층이 노출될 수 있는데 상기 접착층(120) 및 지지층(130)을 제거하기 위한 에칭액에 의해 배선기판 하부의 도전성 트레이스 및 절연층이 손상될 수 있으므로 상기 보호층(140)은 배선기판의 하부로 에칭액이 침투하는 것을 차단하는 역할을 한다.

이때, 상기 보호층(140)은 상기 지지층(130)과 서로 다른 에칭액으로 선택적으로 에칭될 수 있는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지층(130)이 구리(Cu)로 형성되는 경우 상기 보호층(140)은 니켈(Ni)로 형성될 수 있다.

또한, 이 경우 상기 니켈(Ni)의 두께는 2um 이상이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 2a 내지 2l은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어를 이용한 배선기판의 제조방법의 공정을 순서대로 나타낸 도면이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어를 이용한 배선기판의 제조방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선기판 제조용 캐리어(100)를 구비하는 것으로부터 시작된다.

도 2b 내지 도 2d를 참조하면, 상기 캐리어(100)의 양면에 도전성 트레이스(212)를 형성하고, 그 상면에 절연층(214)을 형성한 후 상기 절연층(214)에 비아(216)와 도전성 트레이스(222)를 형성하여 상기 두 도전성 트레이스(212, 222)가 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.

이러한 도 2b 내지 도 2d에 나타난 배선층의 형성방법은 종래의 기술에 의하므로 여기서는 자세히 설명하지 아니한다.

또한, 필요에 따라 배선층을 2층 또는 그 이상으로 형성할 수 있다.

도 2e에서는 4층으로 배선층을 형성한 경우를 도시하였다.

도 2f를 참조하면, 배선층의 적층이 끝난 후 배선층 보호를 위하여 그 상면에 보호 필름(240)을 형성할 수 있다.

상기 캐리어(100)의 양면에 배선기판(200)의 형성이 완료된 후 상기 캐리어(100) 내의 접착층(120)의 녹는점 이상으로 온도를 높여 상기 캐리어(100)로부터 상기 배선기판(200)을 분리할 수 있다.

고온에 의하여 분리된 배선기판(200)을 도 2g에 도시하였다. 이때, 상기 배선기판(200)의 하면에는 상기 캐리어(100)의 지지층(130) 및 보호층(140)이 남아있다.

상기 배선기판(200)의 하면에 남아있는 상기 캐리어(100)의 지지층(130) 및 보호층(140)은 각각 별도의 에칭공정을 통하여 제거된다.

우선 상기 지지층(130)을 제거하는 과정은 다음과 같다. 상기 지지층(130)이 구리(Cu)로 형성된 경우 과수/황산계의 에칭액을 이용하여 상기 지지층(130)을 제 거할 수 있다. 이때, 상기 보호층(140)이 니켈(Ni)로 형성되었다면 니켈(Ni)로 형성된 보호층(140)은 상기 지지층(130)을 에칭하는데 사용되는 과수/황산계의 에칭액에 의하여 에칭이 되지 않는다. 따라서, 상기 보호층(140)은 과수/황산계의 에칭액이 상기 배선기판(200)의 하면으로 침투하여 도전성 트레이스(212) 및 절연층(214)을 손상시키는 것을 방지할 수 있다.

또한, 과수/황산계의 에칭액을 이용하여 상기 배선기판(200)의 하면에 남아있는 지지층(130)을 제거하는 과정에서 상기 배선기판(200)의 상면에 형성된 보호 필름(240)은 과수/황산계의 에칭액이 상기 배선기판(200)의 상면으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.

도 2h에서는 하면의 지지층(130)이 제거된 배선기판(200)을 도시하였다.

이어서, 상기 보호층(140)을 제거하는 과정은 다음과 같다. 상기 보호층(140)이 니켈(Ni)로 형성된 경우 니켈 전용 에칭액을 이용하여 상기 보호층(140)을 에칭한다. 이때, 구리(Cu)로 형성된 상기 배선기판(200)의 하면의 도전성 트레이스(212)는 니켈 전용 에칭액의 영향을 받지 않으므로 손상되지 않는다. 도 2i는 보호층(140)이 제거된 배선기판(200)의 단면도이다.

도 2 j는 배선기판(200)의 상면을 에칭액으로부터 보호하기 위해 상기 배선기판(200)의 상면에 형성되었던 보호 필름(240)을 제거한 후를 도시한 것이다. 이때, 상기 보호 필름(240)이 드라이 필름(dry film, DF)인 경우 통상의 알칼리 박리액을 이용하여 제거할 수 있다.

도 2k 내지 도 2l을 참조하면, 상기 배선기판(200)의 상하면에는 도전성 트 레이스를 보호하기 위하여 SR층(250)이 각각 형성되고, 도전성 트레이스의 일부가 노출되는 영역(252)을 형성하도록 상기 SR층(250)의 일부 영역이 제거될 수 있다.

이때, 상기 SR층(250)을 형성하는 과정은 배선기판(200)의 제조공정의 마지막 과정에 해당하여 형성된 SR층(250)은 고온 및 고압의 적층공정을 거치지 않게 된다.

따라서, 상기 SR층(250)의 소재는 열경화성 수지에 한정되지 않고, 고온 및 고압에 취약한 광경화성 수지도 사용이 가능하다.

또한, 열경화성 수지를 사용하여 SR층(250)을 형성하는 경우 LDA 공법 등에 의하여 SR층(250)의 일부 영역을 제거하여야 하나, 광경화성 수지를 사용하여 SR층(250)을 형성하는 경우 일반적인 노광 및 현상 방법을 이용할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어를 이용한 배선기판의 제조방법의 경우 배선기판의 적층공정이 완료되고 배선기판을 캐리어로부터 분리한 후에 SR층이 형성되므로 SR층의 소재 선택에 제한이 없으며 통상적인 기판 제조에 사용되는 SR 소재 및 공법을 모두 적용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선기판 제조용 캐리어의 개략적인 단면도,

도 2a 내지 2l은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어를 이용한 배선기판의 제조방법의 공정을 순서대로 나타낸 도면이다.

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 일면 또는 양면에 접착층이 형성된 프리프레그;

   상기 접착층의 상면에 형성된 지지층; 및

   상기 지지층의 상면에 형성된 보호층;

   을 포함하며,

   상기 접착층은 일정온도 이상에서 접착력을 상실하는 물질로 형성되며,

   상기 보호층은 상기 지지층과 서로 다른 에칭액을 이용하여 선택적으로 에칭이 가능한 재질로 형성되고,

   상기 접착층을 형성하는 물질은 주석(Sn), SnAg, SnAgCu, SnAgBi, 또는 SnAgIn 중 어느 하나이며,

   상기 지지층을 형성하는 물질은 구리(Cu)이며,

   상기 보호층을 형성하는 물질은 니켈(Ni)인 배선기판 제조용 캐리어.
4. 제3항에 있어서,

   상기 접착층의 두께는 2 내지 30um이며, 상기 보호층의 두께는 2um 이상인 것을 특징으로 하는 배선기판 제조용 캐리어.
5. 프리프레그의 일면 또는 양면에 접착층, 지지층, 및 보호층이 순서대로 적층된 캐리어의 일면 또는 양면에 하나 이상의 배선층 및 절연층을 순서대로 적층한 배선기판을 형성하는 단계;

   고온을 가하여 상기 캐리어 내부의 접착층을 녹임으로써 상기 캐리어로부터 상기 지지층 및 보호층을 포함한 배선기판을 분리하는 단계;

   제1에칭액을 이용하여 상기 배선기판 하면의 지지층을 제거하는 단계;

   제2에칭액을 이용하여 상기 배선기판 하면의 보호층을 제거하는 단계; 및

   상기 배선기판의 상하면에 SR층을 형성하는 단계;

   를 포함하며,

   상기 접착층은 일정 온도 이상에서 접착력을 상실하는 물질로 형성되며,

   상기 보호층은 상기 지지층과 서로 다른 에칭액을 이용하여 선택적으로 에칭 이 가능한 재질로 형성되는 배선기판의 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 접착층을 형성하는 물질은 200℃~260℃ 사이에서 녹아 접착력을 상실하는 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 접착층을 형성하는 물질은 주석(Sn), SnAg, SnAgCu, SnAgBi, 또는 SnAgIn 중 어느 하나이며,

   상기 지지층을 형성하는 물질은 구리(Cu)이며,

   상기 보호층을 형성하는 물질은 니켈(Ni)인 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 배선기판의 일부가 노출되도록 상기 배선기판의 상하면에 형성된 SR 층의 일부를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 배선기판의 상하면에 형성된 SR 층의 일부를 제거하는 단계는,

   LDA(Laser Direct Ablation) 공법 또는 노광 및 현상을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법.
10. 제5항에 있어서,

    상기 SR 층은 열경화성 수지 또는 광경화성 수지 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법.
11. 제5항에 있어서,

    상기 배선층은,

    회로패턴에 따라 형성된 두 층의 도전성 트레이스 사이에 상기 두 층의 도전성 트레이스가 전기적으로 연결되도록 하는 비아가 형성된 절연층을 포함하는 것임을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법.
12. 제5항에 있어서,

    상기 캐리어의 일면 또는 양면에 배선기판을 형성하는 단계를 수행한 후, 상기 배선기판의 상면에 보호 필름을 적층하는 단계; 및

    상기 제2에칭액을 이용하여 보호층을 제거하는 단계를 수행한 후, 보호 필름을 박리하는 단계;를 더 포함하며,

    상기 보호 필름은 상기 제1 및 2 에칭액으로부터 상기 배선기판을 보호하는 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법.

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