KR101231273B1

KR101231273B1 - 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR101231273B1
Application number: KR1020100134486A
Authority: KR
Inventors: 이상명; 이혁수; 전기도; 윤성운; 이성원
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2013-02-07
Also published as: KR20120072637A

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 대한 것으로, 이 기판은 코어 절연층, 상기 코어 절연층을 관통하는 적어도 하나의 비아, 상기 코어 절연층 내부에 매립되어 있는 내부 회로층, 상기 코어 절연층의 상부 또는 하부 표면에 형성되어 있는 패턴 홈, 그리고 상기 패턴 홈을 충진하며 형성되어 있는 외부 회로층을 포함하며, 상기 비아는 제1 파트, 상기 제1 파트 하부의 제2 파트, 그리고 상기 제1 및제2 파트 사이에 위치하며 상기 제1 및 제2 파트의 금속과 다른 금속으로 형성되는 제3 파트를 포함하는 인쇄회로기판을 제시한다. 따라서, 내부 회로층과 비아를 동시에 형성함으로써 공정을 줄일 수 있으며, 홀수층의 회로층을 형성함으로써 경박형의 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

Description

인쇄회로기판 및 그의 제조 방법{The printed circuit board and the method for manufacturing the same}

본 발명은 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)은 전기 절연성 기판에 구리와 같

은 전도성 재료로 회로라인 패턴을 인쇄하여 형성한 것으로, 전자부품을 탑재하기 직전의 기판(Board)을 말한다. 즉, 여러 종류의 많은 전자 소자를 평판 위에 밀집 탑재하기 위해, 각 부품의 장착 위치를 확정하고, 부품을 연결하는 회로 패턴을 평판 표면에 인쇄하여 고정한 회로 기판을 의미한다.

이러한 인쇄회로기판은 일반적으로 단층 PCB와 PCB를 다층으로 형성한 빌드업 기판(Build-up Board), 즉 다층 PCB기판이 있다.

이러한 빌드업 기판(Build-up Board), 다층 PCB기판은 한 층씩 기판을 제조,

품질을 평가함으로써, 전체적인 다층 PCB기판의 수율을 높일 수 있고, 층간 배선을

정밀하게 연결함으로써, 고밀도 소형 PCB의 제작을 가능하게 한다. 이러한 빌드업 공정은 층과 층 사이에는 배선의 연결라인이 형성되며, 층과 층 사이에 비아홀(via hole)을 통해 연결되게 된다. 이러한 비아 홀(via hole)을 형성하기 위해서는 기존의 기계적인 드릴 작업이 아닌 레이저를 이용하여 매우 미세한 지름을 구현할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 다층 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 1을 참고하면, 종래의 다층 인쇄회로기판(10)은 코어 절연층(1), 상기 코어 절연층(1) 상부 및 하부에 형성되어 있는 내부 회로 패턴층(3, 4), 상기 내부 회로패턴층(3, 4)을 매립하는 상하부 절연층(5, 6) 및 상기 상하부 절연층(5, 6) 위에 형성되는 외부 회로 패턴층(7, 8)을 포함한다.

코어 절연층(1) 및 상하부 절연층(5, 6)에는 내부 회로패턴층(3, 4)과 외부 회로패턴층(7, 8)을 전기적으로 연결하는 전도성 비아(2) 및 전도성 비아홀이 형성되어 있다.

상술한 종래의 다층 인쇄회로기판(10)은 코어 절연층(1)을 중심으로 짝수의 회로 패턴층(도시된 도면에서는 4개의 층이 형성됨)을 형성하는 공정이 대부분으로, 절연층을 적층 후 드릴이나 레이저를 활용하여 상술한 외층에 해당하는 2개의 층을 전기적으로 연결하는 공정이 수행된다. 그러나, 회로패턴층의 수효가 짝수개로 한정됨으로써 기판의 두께가 증가하여 경박 단소를 지향하는 휴대용 전자기기 또는 반도체칩 등의 기판 등에 적용이 어려운 문제가 있다.

실시예는 새로운 구조를 가지는 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.

실시예는 홀수 개의 회로층을 포함하는 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.

실시예는 코어 절연층, 상기 코어 절연층을 관통하는 적어도 하나의 비아, 상기 코어 절연층 내부에 매립되어 있는 내부 회로층, 상기 코어 절연층의 상부 또는 하부 표면에 형성되어 있는 패턴 홈, 그리고 상기 패턴 홈을 충진하며 형성되어 있는 외부 회로층을 포함하며, 상기 비아는 제1 파트, 상기 제1 파트 하부의 제2 파트, 그리고 상기 제1 및제2 파트 사이에 위치하며 상기 제1 및 제2 파트의 금속과 다른 금속으로 형성되는 제3 파트를 포함하고, 상기 코어 절연층은 상기 비아의 상기 제1 및 제3 파트를 매립하는 제1 절연층, 그리고 상기 제1 절연층 하부에 상기 비아의 제2 파트를 매립하는 제2 절연층을 포함하며, 상기 내부 회로층은 상기 제1 및 제2 절연층의 경계면을 기준으로 대칭인 형상을 가지는 인쇄회로기판을 제공한다.
한편, 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은 제1 금속층, 제2 금속층 및 제3 금속층이 적층되어 있는 금속 기판을 준비하는 단계, 상기 금속 기판의 상기 제1 금속층을 식각하여 비아의 제1 파트를 형성하는 단계, 상기 금속 기판의 상기 제2 금속층을 식각하여 상기 비아의 상기 제1 파트 하부의 연결부 및 내부 회로층을 형성하는 단계, 상기 비아의 제1 파트, 상기 연결부 및 상기 내부 회로층을 동시에 매립하는 제1 절연층을 형성하는 단계, 상기 금속 기판의 상기 제3 금속층을 식각하여 상기 비아의 상기 연결부 하부의 제2 파트를 형성하는 단계, 상기 비아의 제2 파트를 매립하는 제2 절연층을 형성하는 단계, 상기 제1 및 제2 절연층의 상부 또는 하부의 표면에 패턴홈을 형성하는 단계, 그리고 전도성 물질을 도금하여 상기 패턴홈을 매립하는 외부 회로층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 내부 회로층은 상기 제1 및 제2 절연층의 경계면을 기준으로 대칭인 형상을 가진다.

본 발명에 따르면, 내부 회로층과 비아를 동시에 형성함으로써 공정을 줄일 수 있으며, 홀수층의 회로층을 형성함으로써 경박형의 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

또한, 다층 인쇄회로기판의 절연층 내부에 매립 비아를 형성함으로써 방열성을 향상시킬 수 있으며, 매립 비아 형성 시 도금법을 사용하지 않음으로 비용을 줄일 수 있다.

또한 외부 회로층을 매립하여 형성함으로써 미세 패턴이 구현된다.

도 1은 종래 기술에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3 내지 도 15는 도 2의 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 발명은 매립 비아와 내부 회로층을 동시에 식각하여 형성함으로써 도금법을 사용하지 않고, 다층회로기판을 형성할 수 있으며, 홀수개의 회로층을 가지는 인쇄회로기판을 제시한다.

이하에서는 도 2 내지 도 15를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로 기판을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 다른 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 인쇄회로기판(100)은 제1 절연층(120) 및 제2 절연층(125)이 형성하는 코어 절연층, 상기 코어 절연층 내부에 형성되어 있는 비아(115), 상기 코어 절연층 내부에 형성되어 있는 내부 회로층(111), 그리고 상기 제1 및 제2 절연층(120, 125) 위에 각각 형성되어 있는 제1 및 제2 외부 회로층(131, 135, 145)을 포함한다.

상기 제1 절연층(120)은 상기 제2 절연층(125) 위에 형성되어 있으며, 사이에 다른 절연층(도시하지 않음)을 매개로 형성될 수도 있다.

상기 제1 및 제2 절연층(120, 125)은 열경화성 또는 열가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 또는 유-무기 복합 소재 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 절연층(120, 125)을 이루는 물질은 유리 섬유 등의 고형 성분을 포함하는 수지재일 수 있다.

상기 제1 및 제2 절연층(120, 125)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.

상기 제1 절연층(120) 및 제2 절연층(125)의 각각의 두께는 약 30 μm 내지 80 μm 일 수 있다.

상기 제1 절연층(120) 및 제2 절연층(125)의 적층 구조인 코어 절연층의 두께는 약 60 μm 내지 160 μm, 바람직하게는 약 60 μm 내지 140 μm 일 수 있다. 상기 코어 절연층에 비아(115) 및 내부 회로층(111)이 형성되어 있다.

상기 비아(115)는 상기 제1 절연층(120)으로부터 상기 제2 절연층(125)까지 관통하는 전도성 비아(115)로서, 상기 제1 절연층(120)과 제2 절연층(125)의 경계 영역에서 가장 큰 제1폭(d1)을 가지며, 각 절연층(120, 125)의 상면으로 갈수록 폭이 좁아져 각 절연층(120, 125)의 노출면과 이루는 단면의 제2폭(d2)이 가장 작은 폭을 가짐으로써 비아(115)의 단면이 육각형을 나타낼 수 있다.

상기 비아(115)의 제1폭(d1) 및 제2폭(d2)은 약 20 μm 내지 100 μm를 충족할 수 있다.

상기 비아(115)는 전도성 비아(115)로서, 구리를 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

상기 비아(115)는 상기 제1 절연층에 매립되어 있으며, 구리를 포함하는 합금으로 형성되는 제1 파트(115a), 상기 제1 파트(115a)의 하부에 형성되며, 상기 제2 절연층(125)에 매립되어 있으며, 상기 제1 파트(115a)와 동일한 금속으로 형성되는 제2 파트(115b), 그리고 상기 제1 파트(115a)와 상기 제2 파트(115b) 사이에 형성되며, 상기 제1 및 제2 파트(115a, 115b)와 서로 다른 금속으로 형성되는 제3 파트(115c)를 포함한다.

상기 제3 파트(115c)는 상기 비아(115)의 중앙 영역에 형성되고, 제3 파트(115c)의 하면이 상기 비아(115)의 가장 큰 폭인 제1폭(d1)을 가지며, 니켈, 철, 코발트, 몰리브덴 또는 크롬을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 파트(115a, 115b)와 식각선택성을 가진다.

이때, 상기 제1 파트(115a) 및 제2 파트(115b)의 두께는 20 내지 70 μm이며, 제3 파트(115c)의 두께는 5 내지 70 μm를 충족한다.

내부 회로층(111)은 상기 제2 절연층(125) 위에 형성되어 있으며, 회로패턴의 두께는 약 6 내지 30 μm 일 수 있으며, 약 50 μm 이하의 폭, 바람직하게는 30 μm 이하의 폭을 갖도록 미세 패턴으로 구현된다.

상기 내부 회로층(111)은 단면이 사각형의 형상을 가질 수 있다.

이때, 상기 내부 회로층(111)은 상기 비아(115)의 제3 파트(115c)와 동일한 물질로 형성된다.

상기 제1 및 제2 절연층(125)의 상면에는 상기 비아(115)와 연결되어 있는 비아패드(135, 145) 및 회로 패턴(131)을 형성하기 위한 패턴홈(121, 126)이 형성되어 있다.

상기 패턴홈(121, 126)을 매립하며 외부 회로층(131, 135, 145)이 각각 형성되어 있다.

상기 외부 회로층(131, 135, 145)은 상기 코어 절연층의 상부인 제1 절연층(120)의 상부에 형성되어 있는 패턴홈(121, 126)을 매립하는 제1 외부 회로층(131, 135) 및 코어 절연층의 하부인 제2 절연층(125)의 하부에 형성되어 있는 패턴홈(121, 126)을 매립하는 제2 외부 회로층(145)으로 정의한다.

상기 외부 회로층(131, 135, 145)은 도 2와 같이 단일층으로 형성될 수 있으나, 이와 달리, 하부의 씨드층 및 상부의 도금층으로 형성될 수 있다. 씨드층은 상기 패턴홈(121, 126)의 측면 및 하면을 따라 얇게 형성되며 무전해도금, 스퍼터링등의 방식으로 형성할 수 있다.

또한, 씨드층은 구리, 니켈, 팔라듐, 크롬 등을 포함하는 합금으로 형성할 수 있다.

상기 씨드층 위에 전해도금되어 구리, 은, 금, 니켈, 팔라듐 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 형성된 도금층이 패턴홈(121, 126)을 매립하며 형성된다.

이때, 상기 제1 및 제2 절연층(120, 125)에 형성되어 있는 패턴홈(121, 126)은 제조 방법에 따라 홈의 단면의 형상이 사각형일 수 있으며, 곡선형, 바람직하게는 U자형일 수 있다.

이상에서는 코어 절연층 상하부에 매립되어 있는 각각의 외부 회로층(131, 135, 145)이 형성된 것으로 개시하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 외부 회로층(131, 135, 145)을 덮는 상부 절연층을 제1 및 제2 절연층(120, 125) 위에 각각 형성하고, 상기 상부 절연층에 회로층을 각각 형성함으로써 다층회로기판의 형성이 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 인쇄회로기판(100)은 코어 절연층 내부에 매립되어 있는 내부 회로층(111)이 형성됨으로써 2n+1(n은 양의 정수)의 수효를 가지는 회로층을 형성할 수 있으며, 절연층이 코어 절연층을 기준으로 동일한 수효를 갖도록 형성됨으로써 인쇄회로기판이 한쪽으로 휘지 않는다.

따라서, 절연층의 수효를 늘리지 않으면서도 홀수개의 회로층을 형성할 수 있으며, 코어 절연층 내에 전도성 물질로 형성되어 있는 비아(115)를 형성함으로써 방열성이 확보된다.

또한, 외부 회로층을 절연층에 홈을 형성하고, 도금하여 형성함으로써 미세 회로 패턴이 구현될 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 15를 참고하여, 도 2의 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명한다.

공정이 시작되면, 도 3과 같이 전도성의 금속 기판(110)을 준비한다.

상기 금속 기판(110)은 구리를 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 구리 소재는 압연박, 전해박을 모두 사용 할 수 있고, 금속 기판(110)의 두께는 요구되는 제품의 사양에 따라 다양하게 사용될 수 있다. 이때, 금속 기판(110)은 제1 금속층(110a), 제2 금속층(110b) 및 제3 금속층(110c)의 적층 구조를 가진다.

상기 제1 금속층 및 제3 금속층(110a, 110c)은 동일하거나 유사한 두께를 가지며, 동일한 물질로 형성될 수 있다.

제1 및 제3 금속층(110a, 110c)은 구리를 포함하는 합금층으로 형성될 수 있으며, 제1 및 제3 금속층(110a, 110c) 사이에 형성되어 있는 제2 금속층(110b)은 제1 및 제3 금속층(110a, 110c)과 식각선택성이 있는 서로 다른 금속으로 형성된다.

제2 금속층(110b)은 니켈, 철, 코발트, 몰리브덴 또는 크롬을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 금속층 및 제2 금속층(110a, 110c)의 두께는 20 내지 70 μm이며, 제2 금속층(110b)의 두께는 5 내지 70 μm를 충족한다.

본 발명에서 금속 기판(110)의 총 두께는 80㎛ 에서 170㎛가 바람직하다. 구리 소재의 기판(110)은 산세 및 수세 등을 포함하는 표면 세정 작업을 진행하여 표면을 정리한다.

다음으로, 도 4와 같이, 상기 금속 기판(110)의 상면 위에 감광성 필름(116)을 부착한다.

상기 감광성 필름(116)은 상기 금속 기판(110)을 식각하기 위한 식각 패턴을 형성하기 위한 것으로서, 감광성 필름(116)의 두께는 15㎛에서 30㎛까지 다양하며, UV 노광 type과 LDI 노광 type 모두 사용 가능 하다.

다음으로 도 5와 같이, 상기 감광성 필름(116)을 노광하고 현상하여 감광 패턴(도시하지 않음)을 형성하고, 이를 마스크로 상기 금속 기판(110)을 식각하여 비아(115)의 제1 파트(115a)를 형성한다.

금속 기판(110)의 일부가 염화동 또는 염화철 등의 습식 에칭액에 의해 습식식각되어 비아(115)의 제1 파트(115a)가 형성되며, 제1 금속층(110a)과 제2 금속층(110b)의 서로 다른 식각선택성에 의해 제1 파트(115a)는 제1 금속층(110a)만이 식각되어 형성된다.

비아(115)의 제1 파트(115a) 및 내부 회로층(111)을 식각 후 감광 패턴을 NaOH 희석액을 사용하여 박리한다.

다음으로, 도 6과 같이, 상기 제1 파트(115a) 및 노출되어 있는 제2 금속층(110b)의 전면에 감광성 필름(117)을 형성한다.

상기 제2 금속층(110b)으로 내부 회로층(111)을 형성하기 위하여, 상기 제2 금속층(110b) 위의 감광성 필름(117)의 일부를 노광하고 현상하여 도 7의 감광 패턴(118)을 형성하고, 상기 감광 패턴(118)을 마스크로 제2 금속층(110b)을 선택적으로 식각하여 내부 회로층(111) 및 비아(115)의 제3 파트(115c)를 형성한다.

이때, 상기 제1 금속층(110a) 및 제2 금속층(110b)의 식각선택성에 의해 상기 비아(115)의 제1 파트(115a)가 제3 파트(115c)의 식각마스크로 기능한다.

상기 제2 금속층(110b) 하부의 제3 금속층(110c)이 노출되면 식각이 정지하여 내부 회로층(111)이 형성되며, 형성된 내부 회로층(111)은 사각형의 단면을 가진다.

다음으로, 도 8과 같이 상기 비아(115)의 제1, 제3 파트(115a) 및 내부 회로층(111)을 매립하도록 제1 절연층(120)을 형성한다.

상기 제1 절연층(120)은 유리 섬유 등의 고형 성분이 형성되거나 형성되어 있지 않은 열경화성 또는 열가소성 수지를 이용하여 형성하며, 상기 제1 절연층(120)의 두께는 약 30㎛ 내지 80㎛ 일 수 있다.

다음으로, 도 9와 같이 상기 제1 절연층(120) 및 상기 금속 기판(110)의 하면에 감광성 필름(136)을 형성한다.

상기 금속 기판(110) 하부에 형성되는 감광성 필름(136)은 비아(115)의 제2 파트(115b) 및 내부 회로층(111)을 형성하기 위한 감광패턴을 형성하는 모체가 되며, 상기 제1 절연층(120) 위의 감광성 필름(136)은 금속 기판(110) 하부의 감광패턴 형성 및 금속 기판(110)의 식각 공정에서 상부층을 보호하기 위한 보호 필름으로 기능한다.

따라서, 상기 제1 절연층(120) 위의 감광성 필름(136)은 생략할 수 있다.

다음으로, 도 10과 같이, 상기 금속 기판(110) 하부의 감광성 필름(136)을 현상하여 감광 패턴을 형성하고, 상기 감광 패턴을 마스크로 상기 금속 기판(110)을 식각하여 상기 비아(115)의 제1 파트(115a)의 하부에 제2 파트(115b)를 형성한다.

이와 같이, 상기 비아(115)는 상부 및 하부가 제1파트(115a) 내지 제3 파트(115b)로 분할되어 식각 형성되어 그 형상이 중앙 부분이 가장 큰 제1폭(d1)을 가지며, 외부로 가까워질수록 폭이 좁아지는 육각형의 단면을 가진다.

상기 비아(115)의 제2 파트(115b)가 형성되면, 상기 감광 패턴을 박리하고, 도 11과 같이, 상기 비아(115)의 제2 파트(115b)가 매립되도록 제2 절연층(125)을 적층한다.

다음으로, 도 12와 같이, 상하부의 제1 및 제2 절연층의 표면에 패턴홈(121, 126)을 형성한다.

상기 패턴홈(121, 126)은 상기 비아를 노출하는 비아 패드홈 및 회로 패턴을 매립하기 위한 회로패턴홈(121, 126)을 포함한다.

상기 제1 및 제2 절연층에 패턴홈(121, 126)을 형성하기 위하여, 패턴 마스크를 사용하는 엑시머 레이저(Eximer Laser)와 마스크 없이 사용할 수 있는 UV-YAG 레이저를 사용할 수 있다.

엑시머 레이저를 이용하는 경우, 소스로 XeCl(308nm), KrF(248nm), ArF (193nm) 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 제1 및 제2 절연층에 패턴홈(121, 126)을 형성하면 패턴홈(121, 126)의 단면이 회로의 라인/스페이스 및 진동 깊이에 따라 V자 형상 또는 역사각형의 형상을 가진다.

반면, UV-YAG 레이저를 사용하는 경우, 패턴홈(121, 126)의 단면이 곡선형을 가지며, 바람직하게는 U자형으로 형성될 수 있다.

다음으로, 도 13과 같이, 상기 패턴홈(121, 126)을 매립하는 도금층(130, 140)을 형성한다.

상세하게는, 무전해도금을 수행하여, 상기 제1 및 제2 절연층(120, 125)의 표면 전체에 씨드층을 형성한다. 상기 씨드층을 형성하기 전에, 탈지(cleanet) 과정, 소프트 부식(soft etching) 과정, 예비 촉매처리(precatalyst) 과정, 촉매처리 과정, 활성화 (accelerator) 과정 등의 전처리를 수행한 뒤, 구리 등을 무전해 도금하여 형성할 수 있다.

한편, 무전해도금을 수행하지 않고, 플라즈마 등에 의해서 발생되는 기체의 이온 입자 (예 Ar+)를 구리 타겟(copper target)에 충돌시킴으로써, 절연층(120, 125) 위에 동금속층을 형성하는 스퍼터링(sputtering)방식을 이용할 수 도 있다.

또한, 씨드층으로 구리가 아닌 다른 금속, 예를 들면, 니켈-팔라듐 합금 (Ni-Pd) 또는 니켈-크롬 합금 (Ni-Cr)을 무전해 도금 방식 또는 스퍼터링 방식으로 형성할 수 있다.

상기 씨드층 위에 전해도금하여 패턴홈(121, 126)을 매립하며, 제1 및 제2 절연층(120, 125)의 전면에 전도성 도금층(130, 140)을 형성한다.

상기 도금층(130, 140)은 구리, 은, 금, 니켈 또는 팔라듐을 포함하는 합금으로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 구리를 포함하는 합금을 도금한다.

전해 도금층(130, 140)을 형성하는 방법은 기판을 동도금 작업통에 침식시킨 후 직류 또는 펄스 (Pulse) 정류기를 이용하여 전해 동도금을 수행한다. 이러한 전해 도금은 도금 될 면적을 계산하여 직류 또는 펄스 (Pulse)정류기에 적당한 전류를 인가하여 동을 석출하는 방식을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 도 13의 도금층(130, 140)을 무전해 도금 및 전해도금을 수행함으로써 얻을 수 있으나, 이와 달리, 전도성 금속을 무전해도금하여 상기 패턴홈(121, 126)을 충진할 수도 있다.

다음으로, 도 14와 같이, 불필요한 도금층(130, 140)을 제거하기 위하여, 제1 및 제2 절연층(120, 125) 표면이 노출될 때까지 도금층(130, 140)과 씨드층을 전부 제거한다.

따라서, 상기 패턴홈(121, 126) 내부에만 형성되는 매립 외부 회로층(131, 135, 145)이 형성되며, 상기 도금층(130, 140)은 플레시 에칭으로 제거할 수 있으며, 제거해야 할 도금층(130, 140)의 두께가 클 경우, 필요에 따라 플레시 에칭 전 하프 에칭(Half etching) 공정을 추가 할 수 있다.

마지막으로, 도 15과 같이, 외부 회로층(131, 135, 145)의 회로 패턴(131)을 매립하며, 상기 패드(135, 145)가 노출되도록 커버레이(150)를 형성함으로써 공정이 완료된다.

이와 같이, 절연 기판을 드릴링하여 비아홀을 형성하고, 상기 비아홀을 도금매립하여 비아를 형성하는 것과 달리, 금속 기판(110)을 식각하여 비아(115)를 형성하고, 상기 비아(115)를 매립하는 절연층(120,125)을 형성함으로써, 제조 비용이 절감되며, 상기 비아(115)와 동일한 금속 기판으로 내부 회로층(111)을 형성함으로써 제조 단계가 줄어든다.

이하에서는 도 16을 참고하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판을 설명한다.

도 16을 참고하면, 본 발명에 따른 인쇄회로기판(200)은 제1 절연층(120) 및 제2 절연층(125)이 형성하는 코어 절연층, 상기 코어 절연층 내부에 형성되어 있는 비아(115), 상기 코어 절연층 내부에 형성되어 있는 내부 회로층(112), 그리고 상기 제1 및 제2 절연층(120, 125) 내에 각각 형성되어 있는 제1 및 제2 외부 회로층(131, 135, 145)을 포함한다.

상기 제1 절연층(120)은 상기 제2 절연층(125) 위에 형성되어 있으며, 사이에 다른 절연층을 매개로 형성될 수도 있다.

상기 제1 및 제2 절연층(120, 125)을 이루는 물질은 유리 섬유 등의 고형 성분을 포함하는 수지재일 수 있으며, 상기 제1 및 제2 절연층(120, 125)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.

상기 제1 절연층(120) 및 제2 절연층(125)의 적층 구조는 코어 절연층을 형성하며, 코어 절연층의 두께는 약 60 μm 내지 140 μm 일 수 있다. 상기 코어 절연층에 비아(115) 및 내부 회로층(112)이 형성되어 있다.

상기 비아(115)는 상기 제1 절연층(120)으로부터 상기 제2 절연층(125)까지 관통하는 전도성 비아(115)로서, 상기 제1 절연층(120)과 제2 절연층(125)의 경계 영역에서 가장 큰 폭을 가지며, 각 절연층의 상면으로 갈수록 폭이 좁아져 단면이 육각형을 나타낼 수 있다.

상기 비아(115)는 상기 제1 절연층(120)에 매립되어 있으며, 구리를 포함하는 합금으로 형성되는 제1 파트(115a), 상기 제1 파트(115a)의 하부에 형성되며, 상기 제2 절연층(125)에 매립되어 있으며, 상기 제1 파트(115a)와 동일한 금속으로 형성되는 제2 파트(115b), 그리고 상기 제1 파트(115a)와 상기 제2 파트(115b) 사이에 형성되며, 상기 제1 및 제2 파트(115a, 115b)와 서로 다른 금속으로 형성되는 제3 파트(115c)를 포함한다.

상기 내부 회로층(112)은 단면이 사각형의 형상을 가질 수 있으며, 폭이 약 60 μm 이하, 바람직하게는, 50 μm 이하의 미세 패턴으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 내부 회로층(112)은 상기 비아(115)의 제3 파트(115c)와 동일한 물질로 형성된다.

도 16의 인쇄회로기판(200)에서 상기 내부 회로층(112)의 회로 패턴은 단면이 다각형을 가지며, 상기 비아(115)와 같이 상기 제1 및 제2 절연층(120, 125)의 경계를 축으로 대칭적으로 형성되는 다각형, 바람직하게는, 사각형 또는 육각형일 수 있다. 즉, 내부 회로층(112)의 일부는 제1 절연층(120)에 매립되고, 나머지는 제2 절연층(125)에 매립되는 형상을 가진다.

내부 회로층(112)이 도 16과 같이 형성되는 경우에도 도 3 내지 도 15의 제조 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 도 9 및 도 10의 공정에서 비아(115)의 제2 파트(115b) 형성 시 내부 회로층(112)의 제2 절연층(125)에 매립될 영역을 함께 형성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 인쇄회로기판(200)은 코어 절연층 내부에 매립되어 있는 내부 회로층(112)이 형성됨으로써 2n+1(n은 양의 정수)의 수효를 가지는 회로층을 형성할 수 있으며, 절연층이 코어 절연층을 기준으로 동일한 수효를 가지며 형성됨으로써 인쇄회로기판이 한쪽으로 휘지 않는다.

또한, 금속 기판을 중간층이 서로 다른 금속으로 형성함으로써 공정 중에서 휨현상이 방지된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

인쇄회로기판 100, 200
비아 115
내부 회로층 111
제1 절연층 120
제2 절연층 125

Claims

코어 절연층,
상기 코어 절연층을 관통하는 적어도 하나의 비아,
상기 코어 절연층 내부에 매립되어 있는 내부 회로층,
상기 코어 절연층의 상부 또는 하부 표면에 형성되어 있는 패턴 홈, 그리고
상기 패턴 홈을 충진하며 형성되어 있는 외부 회로층
을 포함하며,
상기 비아는 제1 파트, 상기 제1 파트 하부의 제2 파트, 그리고 상기 제1 및제2 파트 사이에 위치하며 상기 제1 및 제2 파트의 금속과 다른 금속으로 형성되는 제3 파트를 포함하고,
상기 코어 절연층은 상기 비아의 상기 제1 및 제3 파트를 매립하는 제1 절연층, 그리고 상기 제1 절연층 하부에 상기 비아의 제2 파트를 매립하는 제2 절연층을 포함하며,
상기 내부 회로층은 상기 제1 및 제2 절연층의 경계면을 기준으로 대칭인 형상을 가지는 인쇄회로기판.
삭제
제1항에 있어서,
상기 내부 회로층은 상기 비아의 상기 제3 파트와 동일한 물질로 형성되는 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 비아의 상기 제1 파트와 제2 파트는 동일한 물질로 형성되는 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 내부 회로층은 단면이 사각형인 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 내부 회로층은 상기 제1 절연층 내에 매립되어 있는 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은
상기 내부 회로층 및 상기 외부 회로층을 포함하는 2n+1(n은 양의 정수)의 수효를 가지는 회로층을 포함하는 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 패턴홈의 단면은 U자 형을 가지는 인쇄회로기판.
제1 금속층, 제2 금속층 및 제3 금속층이 적층되어 있는 금속 기판을 준비하는 단계,
상기 금속 기판의 상기 제1 금속층을 식각하여 비아의 제1 파트를 형성하는 단계,
상기 금속 기판의 상기 제2 금속층을 식각하여 상기 비아의 상기 제1 파트 하부의 연결부 및 내부 회로층을 형성하는 단계,
상기 비아의 제1 파트, 상기 연결부 및 상기 내부 회로층을 동시에 매립하는 제1 절연층을 형성하는 단계,
상기 금속 기판의 상기 제3 금속층을 식각하여 상기 비아의 상기 연결부 하부의 제2 파트를 형성하는 단계,
상기 비아의 제2 파트를 매립하는 제2 절연층을 형성하는 단계,
상기 제1 및 제2 절연층의 상부 또는 하부의 표면에 패턴홈을 형성하는 단계, 그리고
전도성 물질을 도금하여 상기 패턴홈을 매립하는 외부 회로층을 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 내부 회로층은 상기 제1 및 제2 절연층의 경계면을 기준으로 대칭인 형상을 가지는 인쇄회로기판의 제조 방법.
삭제
제9항에 있어서,
상기 금속 기판을 준비하는 단계는,
상기 제1 내지 제3 금속층을 식각선택성이 서로 다른 금속으로 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 외부 회로층을 형성하는 단계는,
상기 제1 및 제2 절연층의 상부 또는 하부 표면에 레이저를 이용하여 상기 패턴홈을 형성하는 단계,
상기 패턴홈의 표면을 따라 무전해도금하여 씨드층을 형성하는 단계, 그리고
상기 씨드층 위에 상기 전도성 물질을 전해 도금하여 상기 패턴홈을 매립하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 비아의 상기 제1 파트와 상기 제2 파트의 경계면의 폭이 상기 제1 및 제2 절연층과의 경계면의 폭보다 크도록 형성되는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 비아의 상기 제2 파트와 상기 제3 파트의 경계면의 폭이 상기 제1 및 제2 절연층과의 경계면의 폭보다 크도록 형성되는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 비아의 제2 파트를 형성하는 단계는,
상기 금속 기판의 하부를 습식 식각하여, 상기 비아의 제2 파트를 형성하는 동시에 상기 내부 회로층의 하부를 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 내부 회로층은 폭이 50μm 이하인 인쇄회로기판의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 패턴홈을 형성하는 단계는,
엑시머 레이저를 이용하여 상기 제1 및 제2 절연층의 표면에 상기 패턴홈을 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 패턴홈을 형성하는 단계는,
UV-YAG 레이저를 이용하여 상기 제1 및 제2 절연층의 표면에 상기 패턴홈을 형성하는 인쇄회로기판의 제조 방법.