KR101136394B1 - 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매립형 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 (a) 시드층상에 액상절연재를 도포하는 단계와 (b) 상기 액상절연재에 금형으로 음각패턴을 형성하여 제 1절연층을 형성하는 단계, (c) 상기 음각패턴에 금속층을 충진하는 단계, (d) 상기 제 1절연층과 내층회로가 형성된 베이스기판을 제 2절연층을 매개로 하여 적층하는 단계, (e) 상기 제 1절연층 일면의 시드층을 제거하는 단계를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 회로가 절연층에 매립된 형태의 인쇄회로기판을 제공하여 고밀도 및 신뢰성이 향상된 기판을 제공할 수 있으며, 특히 이 제조에 있어서, 금형을 사용함으로써, 종래의 함침을 위한 공정이 제거되고, 종래에서의 표면 연마공정 등의 복잡하고 난해한 공정을 제거하여 제조공정을 간소화할 수 있는 효과가 있다.

나아가, 액상 절연재를 사용하여 미세 회로패턴 구현을 위한 패턴정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.

제 1절연층, 제 2절연층, 매립형 인쇄회로기판

Description

인쇄회로기판의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 기판의 내부에 회로패턴이 매립되는 구조의 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

고밀도 패턴의 신뢰성을 향상시키기 위한 방법으로 비아 및 패턴을 절연층내에 매립시키는 구조에 대한 기술이 주류를 이루고 있다. 이러한 매립형 인쇄회로기판을 제조하는 방법에는 크게 두 가지가 있다. 첫째, 회로패턴을 먼저 구현한 후 절연층에 함침 시킨 후, 회로패턴을 구현하기 위해 사용했던 싣층을 제거하여 최종 회로를 형성하는 방법과, 둘째는 회로형상과 동일한 양각패턴이 그려진 금형을 제작하여 절연층에 음각패턴을 구현한 후, 그 음각패턴을 도전물질로 채운 후 표면연마를 통해 최종회로를 형성시키는 방법이 그것이다.

도 1a는 전자의 회로패턴 구현 후 절연층에 함침시키는 방법의 구체적인 공정예를 도시한 것이다.

구체적으로는, (a) 비아홀(14)과 내층회로(12)가 구현된 코어층(10)을 마련하고, (b) 캐리어필름(24)에 부착된 시드층(20) 상에 회로패턴(22)이 구현된 기판을 2개 형성한 후, (c) 상기 코어층(10)에 상술한 기판 2장을 압착하여 적층하고, 캐리어필름을 제거하며, (d) 비아홀 개방영역이 될 영역을 DFR 노광 현상을 통해 형성한 후 (e) 개방영역의 시드층(20)의 일부를 제거한다. (f) 이후, 시드층의 제거영역에 표면동도금(52)을 수행하고, (g) 다시 DFR 적층 후 다시 시드층의 일부 영역을 제거하여 다른 비아홀(60)을 가공하고, (h) DFR 박리 후, 솔더페이스트를 도포하여 접속비아(54), 접속패드(62)를 형성하는 공정으로 수행된다.

그러나 이러한 공정은 매립된 패턴을 구현하기 위하여 상술한 것처럼 회로패턴(22)이 구현된 기판을 미리 제작을 하여야 하며, 따라서 그 패턴은 1회성으로 한정되게 되어 생산성에 매우 비효율적이며, 공정의 복잡함으로 인한 문제가 있다.

도 1b에 도시한 것처럼, 종래의 몰드를 이용하는 방식을 살펴보면, (a) 금속금형(1)에 절연수지상에 형성된 절연층을 마련하고, (b) 금속금형(1)을 절연층(2)에 압착하는 단계, (c) 금형을 제거하고, (d) 비아홀(4)을 형성하고, (e) 절연층상에 무전해 동도금층(5)을 형성하며, (f) 상기 무전해 동도금층(5)의 상부에 전해동도금층(6)을 형성한 후, (g) 표면을 연마하여 인쇄회로기판을 완성하게 된다.

그러나 이러한 방식은 몰드를 통해 음각의 패턴을 제작한 후, 도전 물질로 음각패턴을 채우는데 고난도의 기술을 필요로 하게 되는 바, 공정의 지연 및 비효율성을 초래하며, 표면 연마 공정이 필수적으로 필요하게 되어 회로의 정밀도가 떨어지는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 회로가 절연층에 매립된 형태의 인쇄회로기판을 제공하여 고밀도 및 신뢰성이 향상된 기판을 제공할 수 있으며, 특히 이 제조에 있어서, 금형을 사용함으로써 종래의 함침을 위한 회로제작공정이 제거되며, 시드층이 결합된 절연층을 사용하여 시드층 형성을 위한 회로제작공정이 제거되고, 종래에 공정에서의 표면 연마공정 등의 복잡한고 난해한 공정을 제거하여 제조공정을 간소화할 수 있는 제조방법을 제공하는데 있다.

또한 고체 상태의 절연체를 각인시 패턴의 전사율과 균일도에 관하여 문제가 발생하는 점을 고려하여 액상 절연재를 사용함으로써 미세 회로패턴 구현을 위한 패턴 정밀도를 향상시키는 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 제공되는 본 발명의 구성은 (a) 시드층상에 액상절연재를 도포하는 단계; (b) 상기 액상절연재에 금형으로 음각패턴을 형성하여 제 1절연층을 형성하는 단계; (c) 상기 음각패턴에 금속층을 충진하는 단계;

(d) 상기 제 1절연층과 내층회로가 형성된 베이스기판을 제 2절연층을 매개로 하여 적층하는 단계; (e) 상기 제 1절연층 일면의 시드층을 제거하는 단계; 를 포함하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 하여 시드층 이 결합된 절연층을 사용함으로써 시드층 형성을 위한 공정을 제거하고 액상 절연재를 사용하여 미세 회로패턴 구현을 위한 패턴 정밀도를 향상시킬 수 있다.

특히 상술한 제조공정에서의 상기 (b)단계는 상기 제 1절연층과 금형의 패턴의 높이는 동일한 것을 특징으로 하며, 상기 (b)단계는 (b-1) 상기 액상절연재에 금형을 각인시키는 단계; (b-2) 열과 압력을 통해 상기 액상절연재를 경화시키는 단계; (b-3) 상기 금형을 분리시킴으로서 음각패턴을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 상기 (b-3)단계는 상기 음각패턴의 하부면에 형성된 시드층이 드러나도록 화학적 또는 물리적 에칭을 수행하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 시드층의 두께는 상기 제 1절연층의 두께 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명에 따른 제조공정 단계에서 상술한 상기 (c)단계는, (c-1) 상기 음각패턴의 하부에 노출된 시드층을 이용하여 전해 또는 무전해 도금층으로 상기 음각패턴을 충진하는 단계인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 (c-1)단계는 상기 도금층이 제 1절연층보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

특히, 상기 (c-1)단계 이후에 (c-2) 상기 제 1절연층의 표면에 조도를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하여 제 2절연층과의 접합력을 높일 수 있도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 (d)단계는, (d-1) 상기 시드층이 외각을 향하도록 정렬시킨 제 1절연층과 제 2절연층 및 내층회로가 형성된 베이스기판을 순차로 배치하고 열과 압력으로 가압하여 적층시키는 단계인 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판의 제 조방법을 제공할 수 있다.

특히, 상기 (d-1)단계 이후에, (d-2) 상기 인쇄회로기판의 일면에 비아홀을 가공하고, 비아홀 내부를 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 비아홀 가공은, 인쇄회로기판의 상면에 감광물질을 도포하고, 노광, 현상, 에칭을 통한 포토리소그라피 공정을 통해 수행될 수 있다.

본 발명에 따르면, 회로가 절연층에 매립된 형태의 인쇄회로기판을 제공하여 고밀도 및 신뢰성이 향상된 기판을 제공할 수 있으며, 특히 이 제조에 있어서, 금형을 사용함으로써, 종래의 함침을 위한 회로제작공정이 제거될 수 있다.

또한, 시드층이 결합된 절연층을 사용하여 시드층 형성을 위한 공정이 제거되고, 종래 공정에서의 표면 연마공정등의 복잡하고 난해한 공정을 제거하여 제조공정을 간소화할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 액상절연재를 사용함으로써 고체상태의 절연체 각인시 회로패턴의 전사율과 균일도에 문제가 발생하는 점을 해결하여 패턴 구현시 패턴 정밀도 향상을 제공할 수 있도록 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서 는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 구체적인 제조공정에 대한 순서도 및 공정도를 도시한 것이다.

본 발명은 (a) 시드층상에 액상 절연재를 도포하는 단계; (b) 상기 액상 절연재에 금형으로 음각패턴을 형성하여 제 1절연층을 형성하는 단계; (c) 상기 음각패턴에 금속층을 충진하는 단계; (d) 상기 제 1절연층과 내층회로가 형성된 베이스기판을 제 2절연층을 매개로 하여 적층하는 단계; (e) 상기 제 1절연층 일면의 시드층을 제거하는 단계;를 포함하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법을 요지로 하는 것으로, 액상절연재를 사용하여 패턴 구현시 패턴정밀도를 향상시키고 회로가 절연층에 매립된 형태로 고밀도 및 신뢰성이 향상된 인쇄회로기판을 제공하는 것을 그 핵심으로 한다.

1. 제 1절연층의 형성단계

구체적으로 공정을 살펴보면, S1 단계에서는 금속박판으로 형성된 시드층(120)상에 액상 절연재(110)를 도포하고 형성하고자 하는 회로의 패턴이 양각으로 형성된 금형(tool foil)(P)을 준비하여 상기 액상 절연재(110)가 도포된 시드층(120)과 정렬한다. 상기 금형(P)의 패턴을 포토리소그라피 또는 레이저 가공등의 방법으로 원하는 회로의 패턴을 형성할 수 있다.

S2 단계에서는 상기 금형(P)과 상기 액상 절연재(110)를 압착하여 각인(imprint)시킴으로써 시드층(120)이 결합된 제 1절연층(110)을 형성한다. 이 경우, 상기 금형(P)의 패턴의 높이는 제 1절연층(110)의 높이를 한도로 형성됨이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 금속패턴의 높이와 제 1절연층(110)의 높이는 실질적으로 동일하게 형성됨이 바람직하다. 나아가, 상기 시드층(120)은 제 1절연층(110)의 두께와 동일하거나 더 얇도록 형성시키는 것이 바람직하다.

다음으로 S3 단계에서, 상기 제 1절연층(110)과 금형(P)을 분리하여 제 1절연층(110)에 음각패턴이 형성되며, 이후 음각패턴 아랫면의 영역을 화학적 또는 물리적 표면처리를 통해 하부의 시드층(120)이 드러날 때까지 표면처리를 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이후 S4 단계에서 상기 음각의 패턴영역에 금속물질을 충진하여 도금층(130)을 형성한다.

상기 금속물질의 충진방법은 상기 절연층의 일면의 시드층(120)을 이용하여 전해 및 무전해 도금을 수행하여 충진할 수 있다. 이때 상기 도금층(130)은 제 1절연층(110)보다 낮게 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 제 1절연층(110)과 추후 적층될 제 2절연층과의 접합력을 높이기 위해, 제 1절연층(110)의 시드층(120)이 형성된 면의 반대면의 절연층에 조도를 형성하는 단계를 포함시키는 것이 바람직하다.

2. 제 2절연층과의 적층

S5 단계에서는, 상기 도금층(130)이 형성된 제 1절연층(110)의 하부에 제 2절연층(200) 그리고 내층 회로가 형성된 베이스기판(300)을 정렬하되 상기 제 1절연층(110)은 시드층(120)이 외각으로 향하게 정렬시킨다.

S6 단계에서는,상기 S5 단계에서 정렬시킨 상기 제 1절연층(110)과 제 2절연층(200) 및 베이스기판(300)을 열과 압력으로 가열압착하여 적층시킨다.

S7단계에서 상기 시드층(120)으로 사용된 금속박판을 제거하여 인쇄회로기판을 형성할 수 있다.

이 경우 S6 단계와 S7 단계 사이에 상기 적층된 제 1 절연체, 제 2절연체 및 베이스기판(300)의 일부에 비아홀을 가공하고, 비아홀 내부를 충진하는 단계를 더 포함하여 구성할 수 있는데 이는 이하 도 3에서 설명하기로 한다.

도 3은 상기 S6 단계에서 형성된 인쇄회로기판에 비아홀을 가공하는 공정을 도시한 것이다.

구체적으로는, 상기 인쇄회로기판의 상부에 감광물질(140)을 도포하고 (S8 단계), 이후에 노광, 현상, 에칭을 통해 비아홀(H)을 가공하는 단계(S9 ~ S11 단계), 이후 상기 비아홀(H)에 금속물질을 충진하여 도전 통로를 형성한다.(S12 ~ S13단계) 이후 시드층(120)을 제거하는 단계가 추가될 수 있다.(S14 단계)

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들 이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 인쇄회로기판의 제조공정도이다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에 따른 인쇄회로기판 제조방법의 흐름도이다.

도 2b는 도 2a의 흐름도에 대응하는 인쇄회로기판 제조 방법의 제조흐름을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

110: 액상 절연재(제 1절연층) 120: 시드층

130: 도금층 140: 감광물질

150: 금속물질 200: 제 2절연층

300: 베이스기판 P: 금형

H: 비아홀

Claims (13)

1. (a) 시드층상에 액상 절연재를 도포하는 단계;

   (b) 상기 액상절연재에 금형으로 음각패턴을 형성하여 제 1절연층을 형성하는 단계;

   (c) 상기 음각패턴의 하부에 노출된 시드층을 이용하여 상기 음각패턴을 충진하여, 상기 제 1절연층보다 낮게 형성되는 도금층을 형성하는 단계;

   (d) 상기 제 1절연층의 표면에 조도를 형성하는 단계;

   (e) 상기 제1 절연층과 구분되어 독립적인 제2 절연층을 마련하는 단계;

   (f) 상기 제 1절연층과 내층회로가 형성된 베이스기판을 제 2절연층을 매개로 하여 적층하는 단계;

   (g) 상기 제 1절연층 일면의 시드층을 제거하는 단계;

   를 포함하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 (b)단계는,

   상기 제 1절연층과 금형의 패턴의 높이는 동일한 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 (b)단계는,

   (b-1) 상기 액상 절연재에 금형을 각인시키는 단계;

   (b-2) 열과 압력을 통해 상기 액상 절연재를 경화시키는 단계;

   (b-3) 상기 금형을 분리시킴으로서 음각패턴을 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 (b-3)단계는,

   상기 음각패턴의 하부면에 형성된 시드층이 드러나도록 화학적 또는 물리적 에칭을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 (f)단계는,

   (f-1) 상기 시드층이 외각을 향하도록 정렬시킨 제 1절연층과 제 2절연층 및 내층회로가 형성된 베이스기판을 순차로 배치하고 열과 압력으로 가압하여 적층시키는 단계인 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 (f-1)단계 이후에,

   (f-2) 상기 인쇄회로기판의 일면에 비아홀을 가공하고, 비아홀 내부를 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 비아홀 가공은,

    인쇄회로기판의 상면에 감광물질을 도포하고, 노광, 현상, 에칭을 통한 포토리소그라피 공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판의 제조방법.
11. 상부에 시드층이 형성되며, 내부에 금속패턴이 적어도 1 이상 형성된 제1절연층;

    상기 제1절연층과 구분되어 독립적인 절연층으로서, 상기 제1 절연층의 하부에 적층되는 제2절연층;

    상기 제2절연층의 하부에 적층되는 내부회로패턴을 구비하는 베이스기판을 포함하는, 청구항 1의 매립형 인쇄회로기판의 제조방법에 의해 제조되는 매립형 인쇄회로기판.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 제2절연층은 상기 내부회로패턴의 어느 하나 이상과 도통 되는 비아홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판.
13. 청구항 11에 있어서,

    상기 제1절연층의 표면은 조도가 형성된 것을 특징으로 하는 매립형 인쇄회로기판.

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