KR101613526B1 - 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

상대적으로 강도가 강한 메탈 재질의 보강 프레임을 이용하여 기판의 휨 방지 및 취급 강도를 강화함과 더불어, 레이저 드릴링 공정을 실시하는 것 없이 수지층의 내부에 도금 공정으로 전도성 범프를 형성하여 상부 및 하부 회로패턴 상호 간을 전기적으로 연결시킬 수 있는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판은 상면 및 하면을 구비하는 수지층; 상기 수지층의 상면 및 하면을 관통하도록 형성된 전도성 범프; 상기 수지층의 상면 및 하면에 각각 배치되어, 상기 전도성 범프와 전기적으로 각각 접속된 상부 및 하부 회로패턴; 및 상기 수지층의 가장자리 측면에 부착된 보강 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법{PRINTED CIRCUIT BOARD INCLUDING REINFORCEMENT FRAME AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상대적으로 강도가 강한 메탈 재질의 보강 프레임을 이용하여 기판의 휨 방지 및 취급 강도를 강화함과 더불어, 레이저 드릴링 공정을 실시하는 것 없이 수지층의 내부에 도금 공정으로 전도성 범프를 형성하여 상부 및 하부 회로패턴 상호 간을 전기적으로 연결시킬 수 있는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 전기 및 전자 제품의 고성능화로 전자기기들의 부피는 경량화되고 무게는 가벼워지는 경박 단소화의 요구에 부합하여 반도체 패키지의 박형화, 고밀도 및 고실장화가 중요한 요소로 부각되고 있다.
현재, 컴퓨터, 노트북과 모바일폰 등은 기억 용량의 증가에 따라 대용량의 램(Random Access Memory) 및 플래쉬 모리(Flash Memory)와 같이 칩의 용량은 증대되고 있지만, 패키지는 소형화되는 경향이 두드러지고 있는 상황이다.
따라서, 핵심 부품으로 사용되는 패키지의 크기는 소형화되는 경향으로 연구 및 개발되고 있으며, 한정된 크기의 기판에 더 많은 수의 패키지를 실장하기 위한 여러 가지 기술들이 제안 및 연구되고 있다.
일반적으로, 초박형 인쇄회로기판을 제작하기 위해서는 초 박판 형태의 코어 물질을 적용하여 진행하고 있는데, 이 경우 공정 흐름성 및 기판의 휨(warpage) 등의 이유로 초박 코어(Thin Core)를 적용하는데 제한이 있으며, 공정 진행 시, 제품의 파손이 비일비재하다.
또한, 일반적인 인쇄회로기판은 절연층의 원재료로 글래스 울(glass wool)이 포함된 CCL(Copper Clad Lamination)를 사용하고, 층간 연결을 위해 주로 레이저 드릴링을 필요로 하고 있으나, 초박형의 인쇄회로기판에는 휨 등의 문제로 CCL(Copper Clad Lamination)를 사용하는 데 한계가 있다.
또한, 절연층에 대한 레이저 드릴링 홀수가 증가하면 가공비 역시 급격히 증가하는 문제가 있다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0053003호(2007.05.23. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 인쇄회로기판 및 그 제조방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 상대적으로 강도가 강한 메탈 재질의 보강 프레임을 이용하여 기판의 휨 방지 및 취급 강도를 강화함과 더불어, 레이저 드릴링 공정을 실시하는 것 없이 수지층의 내부에 도금 공정으로 전도성 범프를 형성하여 상부 및 하부 회로패턴 상호 간을 전기적으로 연결시킬 수 있는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판은 상면 및 하면을 구비하는 수지층; 상기 수지층의 상면 및 하면을 관통하도록 형성된 전도성 범프; 상기 수지층의 상면 및 하면에 각각 배치되어, 상기 전도성 범프와 전기적으로 각각 접속된 상부 및 하부 회로패턴; 및 상기 수지층의 가장자리 측면에 부착된 보강 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법은 (a) 캐리어 부재 상에 하부 회로패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 하부 회로패턴 상에 전도성 범프를 형성하는 단계; (c) 상기 하부 회로패턴 및 전도성 범프가 형성된 캐리어 부재의 상면 가장자리에 보강 프레임을 부착하는 단계; (d) 상기 캐리어 부재의 상면과 보강 프레임의 내측 측면을 덮는 수지층을 형성하는 단계; (e) 상기 수지층 상에 상부 회로패턴을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 수지층 및 보강 프레임으로부터 상기 캐리어 부재를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법은 (a) 캐리어 부재 상에 전도성 범프를 형성하는 단계; (b) 상기 전도성 범프가 형성된 캐리어 부재의 상면 가장자리에 보강 프레임을 부착하는 단계; (c) 상기 캐리어 부재의 상면과 보강 프레임의 내측 측면을 덮는 수지층을 형성하는 단계; (d) 상기 수지층 및 보강 프레임으로부터 상기 캐리어 부재를 제거하는 단계; 및 (e) 상기 수지층의 상면 및 하면에 상부 및 하부 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법은 수지층의 가장자리 측면에 상대적으로 강도가 강한 메탈 재질의 보강 프레임을 부착함으로써, 가장자리 부분에서의 강도 보강으로 이 부분에서의 휨을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 보강 프레임이 보강재 역할을 하여 박형의 기판 및 패키지 제작에 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법은 상부 및 하부 회로패턴 간의 전기적 연결 통로의 기능을 하는 전도성 범프를 도금 공정을 이용하여 형성함으로써 전도성 범프 및 수지층의 두께 제어가 용이할 뿐만 아니라, 수지층을 레이저 드릴링 공정으로 가공 처리할 필요가 없어 가공비가 절감되므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법은 표면 연마를 통한 평탄화 과정시 도금 방식의 특성으로 인해 그 표면이 불균일한 전도성 범프를 보강 프레임의 높이를 기준으로 연마함으로써, 보강 프레임이 버퍼 역할을 하도록 유도하여 전도성 범프 및 수지층의 평탄화를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.
도 3 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 16 내지 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 23 내지 도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판(100)은 수지층(110), 전도성 범프(120), 상부 및 하부 회로패턴(130, 140)과 보강 프레임(150)을 포함한다.
수지층(110)은 인쇄회로기판(100)의 몸체를 이룬다. 이러한 수지층(110)은 상면(110a) 및 상면(110a)에 반대되는 하면(110b)을 갖는다. 이때, 수지층(110)은 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, BT(bismaleimide triazine) 수지, EMC(epoxy molding compound) 등에서 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다.
전도성 범프(120)는 수지층(110)의 상면(110a) 및 하면(110b)을 관통하도록 형성된다. 이에 따라, 전도성 범프(120)는 수지층(110)의 내부에 삽입 배치되며, 전도성 범프(120)의 일단 및 일단에 반대되는 타단이 외부로 각각 노출된다. 이러한 전도성 범프(120)는 후술할 하부 회로패턴(140) 상에 전해 도금 또는 무전해 도금 방식을 수행하는 것에 의해 형성될 수 있다.
상부 및 하부 회로패턴(130, 140)은 수지층(110)의 상면(110a) 및 하면(110b)에 각각 배치되어, 전도성 범프(120)와 전기적으로 각각 접속된다. 즉, 상부 회로패턴(130)은 수지층(110)의 상면(110a)에 배치되어, 전도성 범프(120)의 일단에 전기적으로 접속되고, 하부 회로패턴(140)은 수지층(110)의 하면(110b)에 배치되어, 전도성 범프(120)의 타단에 전기적으로 접속된다.
이때, 상부 회로패턴(130)은 전도성 범프(120)와 접촉하는 상부 씨드 패턴(130a)과, 상부 씨드 패턴(130a)의 상면에 형성된 상부 금속 패턴(130b)이 차례로 적층되는 2층 구조를 가질 수 있다.
특히, 하부 회로패턴(140)의 일부는 수지층(110)의 내부에 삽입 배치된다. 이에 따라, 하부 회로패턴(140)은 수지층(110)의 하면(110b)과 동일 선상에 배치될 수 있다.
보강 프레임(150)은 수지층(110)의 가장자리 측면에 부착된다. 이때, 보강 프레임(150)은 메탈 플레이트(152) 및 접착제층(154)을 포함한다.
메탈 플레이트(152)는 수지층(110)의 가장자리 측면에 각각 배치된다. 이때, 메탈 플레이트(152)는 황동(brass), SUS(stainless steel), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 등에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
접착제층(154)은 메탈 플레이트(152)의 하면에 부착된다. 이때, 접착제층(154)은 5 ~ 30㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다. 접착제층(154)의 재질로는 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴, EVA(ethylene co-vinyl acetate), PVAc(polyvinyl acetate) 등에서 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다.
이때, 수지층(110), 전도성 범프(120) 및 보강 프레임(150)은 상호 대응되는 두께를 갖는다. 이와 같이, 수지층(110), 전도성 범프(120) 및 보강 프레임(150)이 상호 대응되는 두께를 갖는 것은 표면 평탄화 처리를 수행한 데 기인한 것이라 볼 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판(100)은 솔더 마스크 패턴(160) 및 표면 처리층(170)을 더 포함할 수 있다.
솔더 마스크 패턴(160)은 상부 회로패턴(130)의 일 부분을 노출시키는 제1 개구(G1)와, 하부 회로패턴(140)의 일 부분을 노출시키는 제2 개구(G2)를 구비하며, 수지층(110) 및 보강 프레임(150)의 상면 및 하면을 각각 덮는다. 이때, 솔더 마스크 패턴(160)은 PSR(photo solder resist), 감광성 액상 커버레이(liquid photosensitive coverlay), 포토 폴리이미드 필름(photo polyimide film), 에폭시(epoxy) 수지 등이 이용될 수 있다.
표면 처리층(170)은 하부 회로패턴(140)의 표면에 형성된다. 이러한 표면 처리층(170)의 재질로는 니켈/팔라듐(Ni/Pd)합금, 니켈/금(Ni/Au) 합금이나, 금(Au)이 이용될 수 있다. 이때, 표면 처리층(170)은 전해 도금 또는 무전해 도금 방식에 의해 형성될 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판(100)은 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(도 1의 100)과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.
다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)은 일 실시예와 하부 회로패턴(140)의 구성에서 차이를 보이는바, 중복 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하도록 한다.
하부 회로패턴(140)은 전체가 수지층(110) 하면(110b)의 외부로 돌출되도록 배치된다. 이에 따라, 전도성 범프(120)는 수지층(110)과 동일한 두께를 가질 수 있다.
하부 회로패턴(140)은 전도성 범프(120)와 접촉하는 하부 씨드 패턴(140a)과, 하부 씨드 패턴(140a)의 하면에 부착된 하부 메탈 씨드층(140b)과, 하부 메탈 씨드층(140b)의 하면에 형성된 하부 금속 패턴(140c)을 포함한다. 이 결과, 하부 회로패턴(140)은 하부 씨드 패턴(140a), 하부 메탈 씨드층(140b) 및 하부 금속 패턴(140c)이 차례로 적층되는 3층 구조를 갖는다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판은 수지층의 가장자리 측면에 상대적으로 강도가 강한 메탈 재질의 보강 프레임을 부착함으로써, 가장자리 부분에서의 강도 보강으로 이 부분에서의 휨을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 보강 프레임이 보강재 역할을 하여 박형의 기판 및 패키지 제작에 용이하다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판은 상부 및 하부 회로패턴 간의 전기적 연결 통로의 기능을 하는 전도성 범프를 도금 공정을 이용하여 형성함으로써 전도성 범프 및 수지층의 두께 제어가 용이할 뿐만 아니라, 수지층을 레이저 드릴링 공정으로 가공 처리할 필요가 없어 가공비가 절감되므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 코어층(11)과, 코어층(11)의 상면 및 하면에 각각 부착된 제1 및 제2 금속층(12, 13)과, 제1 및 제2 금속층(12, 13)의 상면 및 하면에 각각 부착된 제1 및 제2 씨드층(14, 15)이 차례로 적층된 5층 구조를 갖는 캐리어 부재(10)를 마련한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 캐리어 부재(10)의 하면 상에 하부 회로패턴(140)을 형성한다. 이때, 하부 회로패턴(140)은 캐리어 부재(10)의 제2 씨드층(15)을 매개로 한 도금 공정을 수행하여 하부 회로층(미도시)을 형성한 후, 이를 선택적으로 식각하는 것에 의해 형성될 수 있다.
이때, 캐리어 부재(10)의 상면 상에 하부 더미 회로패턴(142)을 더 형성할 수도 있다. 이러한 하부 더미 회로패턴(142)은 반드시 형성해야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 생략하는 것도 무방하다.
다음으로, 코어층(11)으로부터 하부 더미 회로패턴(142), 제1 씨드층(14) 및 제1 금속층(12)을 차례로 제거한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하부 회로패턴(140) 상에 전도성 범프(120)를 형성한다. 이때, 전도성 범프(120)는 하부 회로패턴(140) 상에 전해 도금 또는 무전해 도금 방식으로 도금을 수행하는 것에 의해 형성될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 전도성 범프(120)가 전해 도금 또는 무전해 도금 방식에 의해 형성되므로 두께 조절이 용이해질 수 있다.
이러한 전도성 범프(120)는 보강 프레임(도 8의 150)으로부터 돌출되는 두께로 형성하는 것이 바람직한데, 이는 전도성 범프(120)의 경우 도금 방식으로 형성되는데 기인하여 그 표면이 울퉁불퉁해져 불균일한 표면 높이를 갖기 때문에 후술할 표면 연마를 실시하는 것에 의해 평탄화를 유도하기 위함이다. 따라서, 전도성 범프(120)는 50㎛ 이상의 두께, 보다 바람직하게는 50 ~ 300㎛의 두께로 형성하는 것이 적절하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 메탈 플레이트(152a)와, 메탈 플레이트(152)의 하면에 부착된 접착제층(154)과, 접착제층(154)의 하면에 부착된 커버 필름(156)을 갖는 메탈 프레임(150a)을 마련한다. 이때, 메탈 플레이트(152)는 황동(brass), SUS(stainless steel), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 등에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 메탈 프레임(도 6의 150a)을 가공 처리한 후, 커버 필름(156)을 제거하여 사각 테 형상의 보강 프레임(150)을 형성한다. 이때, 커버 필름(156)은 메탈 플레이트(152) 및 접착제층(154)을 보호하기 위한 목적으로 임시 부착되며, 보강 프레임(150)을 캐리어 부재(10)에 부착할 시에는 제거하여 사용하게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 보강 프레임(150)을 하부 회로패턴(140) 및 전도성 범프(120)가 형성된 캐리어 부재(10)의 상면 가장자리에 부착한다. 이때, 보강 프레임(150)은 이의 접착제층(154)을 매개로 캐리어 부재(10)의 상면 가장자리에 부착된다. 이 결과, 하부 회로패턴(140) 및 전도성 범프(120)는 보강 프레임(150)과 일정한 간격으로 이격 배치된다.
메탈 플레이트(152)는 50±20㎛의 높이를 가질 수 있다. 특히, 메탈 플레이트(152)는 전도성 범프(120)에 비하여 낮은 높이를 갖는 것이 바람직한데, 이는 전도성 범프(120)를 보강 프레임(150)의 외측으로 돌출되도록 설계함으로써 그 표면이 불균일한 전도성 범프(120) 및 수지 물질층(도 9의 112)의 표면을 기계적 연마에 의해 표면 가공 처리하여 평탄화를 유도하기 위함이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 캐리어 부재(10)의 상면과 보강 프레임(150)의 내측 측면을 덮도록 수지 물질층(112)을 도포한다. 이때, 수지 물질층(112)은 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, BT(bismaleimide triazine) 수지, EMC(epoxy molding compound) 등에서 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 수지 물질층(도 9의 112) 및 그 표면이 불균일한 전도성 범프(150)를 표면 연마하여 평탄화한다. 이 결과, 캐리어 부재(10)의 상면과 보강 프레임(150)의 내측 측면을 덮는 수지층(110)이 형성된다. 이러한 표면 평탄화 공정에 의해, 수지층(110)은 전도성 범프(120) 및 보강 프레임(150)과 상호 대응되는 두께를 가질 수 있다.
특히, 본 발명에서는 도금 방식의 특성으로 인해 그 표면이 불균일한 전도성 범프(120)를 보강 프레임(150)의 높이를 기준으로 연마하기 때문에, 보강 프레임(150)이 버퍼 역할을 하게 되므로 전도성 범프(120) 및 수지층(140)의 평탄화를 향상시킬 수 있게 된다.
이와 달리, 보강 프레임(150)의 부착시 보강 프레임(150)의 높이를 요구 높이보다 높게 형성할 수도 있으며, 이 경우에는 그 표면이 불균일한 전도성 범프(120) 및 수지 물질층을 평탄화하면서 보강 프레임(150)의 표면을 함께 제거하여 전도성 범프(120), 수지층(140) 및 보강 프레임(150)의 높이를 동일하게 맞추는 것도 가능하다.
도 11에 도시된 바와 같이, 수지층(110)의 상면(110a) 상에 상부 메탈 씨드(132)를 형성한 후, 상부 메탈 씨드(132) 상에 상부 회로패턴 형성 영역(미도시)을 노출시키는 드라이 필름(M)을 형성한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(도 11의 M)을 마스크로 이용한 도금 공정을 실시하여 상부 회로패턴(130)을 형성한다.
다음으로, 드라이 필름을 제거한 후, 드라이 필름의 하면으로 노출된 상부 메탈 씨드(도 11의 132)를 제거한다.
이 결과, 상부 회로패턴(130)은 전도성 범프(120)와 접촉하는 상부 씨드 패턴(130a)과, 상부 씨드 패턴(130a)의 상면에 형성된 상부 금속 패턴(130b)이 차례로 적층되는 2층 구조를 가질 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 수지층(110) 및 보강 프레임(150)으로부터 캐리어 부재(10)를 제거한다. 이때, 캐리어 부재(10)의 제거시 코어층(11) 및 제2 금속층(13)은 쉽게 제거되나, 제2 금속층(13) 상의 제2 씨드층(15)은 수지층(110) 및 하부 회로패턴(140)에 붙어있을 수 있다. 따라서, 도 14에 도시된 바와 같이, 수지층(110) 및 하부 회로패턴(140)의 하면에 부착된 제2 씨드층(15)을 플래시 에칭으로 제거하는 것이 바람직하다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 회로패턴(130, 140)의 일 부분을 각각 노출시키는 제1 및 제2 개구(G1, G2)를 구비하며, 수지층(110) 및 보강 프레임(150)을 덮는 솔더 마스크 패턴(160)을 형성한다. 이때, 솔더 마스크 패턴(160)은 PSR(photo solder resist), 감광성 액상 커버레이(liquid photosensitive coverlay), 포토 폴리이미드 필름(photo polyimide film), 에폭시(epoxy) 수지 등이 이용될 수 있다.
다음으로, 하부 회로패턴(140)의 표면에 표면 처리층(170)을 형성한다. 이때, 표면 처리층(170)의 재질로는 니켈/팔라듐(Ni/Pd)합금, 니켈/금(Ni/Au) 합금이나, 금(Au)이 이용될 수 있다. 표면 처리층(170)은 전해 도금 또는 무전해 도금 방식에 의해 형성될 수 있다.
이상으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법이 종료될 수 있다.
한편, 도 16 내지 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 코어층(11)과, 코어층(11)의 상면 및 하면에 각각 부착된 제1 및 제2 금속층(12, 13)과, 제1 및 제2 금속층(12, 13)의 상면 및 하면에 각각 부착된 제1 및 제2 씨드층(14, 15)이 차례로 적층된 5층 구조를 갖는 캐리어 부재(10)를 마련한다.
도 17에 도시된 바와 같이, 캐리어 부재(10) 상에 전도성 범프(120)를 형성한다. 이러한 전도성 범프(120)는 캐리어 부재(10)의 제2 씨드층(15)을 매개로 한 전해 도금 또는 무전해 도금 방식으로 도금을 수행하는 것에 의해 형성될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 전도성 범프(120)가 전해 도금 또는 무전해 도금 방식에 의해 형성되므로 두께 제어가 용이해질 수 있다.
이러한 전도성 범프(120)는 보강 프레임(도 18의 150)으로부터 돌출되는 두께로 형성하는 것이 바람직한데, 이는 전도성 범프(120)의 경우 도금 방식으로 형성되는데 기인하여 그 표면이 울퉁불퉁해져 불균일한 표면 높이를 갖기 때문에 후술할 표면 연마를 실시하는 것에 의해 평탄화를 유도하기 위함이다. 따라서, 전도성 범프(120)는 50㎛ 이상의 두께, 보다 바람직하게는 50 ~ 300㎛의 두께로 형성하는 것이 적절하다.
도 18에 도시된 바와 같이, 전도성 범프(120)가 형성된 캐리어 부재(10)의 상면 가장자리에 보강 프레임(150)을 부착한다. 이러한 보강 프레임(150)은, 일 실시예와 마찬가지로, 메탈 플레이트(152)와, 메탈 플레이트(152)의 하면에 부착된 접착제층(154)과, 접착제층(154)의 하면에 부착된 커버 필름(미도시)을 갖는 메탈 프레임(미도시)을 가공 처리한 것을 이용하는 것이 바람직하며, 보강 프레임(150)을 캐리어 부재(10)에 부착시에는 커버 필름을 제거하여 사용하게 된다. 이 결과, 하부 회로패턴(140) 및 전도성 범프(120)는 보강 프레임(150)과 일정한 간격으로 이격 배치된다.
다음으로, 캐리어 부재(10)의 상면과 보강 프레임(150)의 내측 측면을 덮도록 수지 물질층(112)을 도포한다.
도 19에 도시된 바와 같이, 수지 물질층(도 18의 112) 및 전도성 범프(120)를 표면 연마하여 평탄화한다. 이 결과, 캐리어 부재(10)의 상면과 보강 프레임(150)의 내측 측면을 덮는 수지층(110)이 형성된다. 이러한 표면 평탄화 공정에 의해, 수지층(110)은 전도성 범프(120) 및 보강 프레임(150)과 상호 대응되는 두께를 가질 수 있다.
특히, 본 발명에서는 도금 방식의 특성으로 인해 그 표면이 불균일한 전도성 범프(120)를 보강 프레임(150)의 높이를 기준으로 연마하기 때문에, 보강 프레임(150)이 버퍼 역할을 하게 되므로 전도성 범프(120) 및 수지층(140)의 평탄화를 향상시킬 수 있게 된다.
이와 달리, 보강 프레임(150)의 부착시 보강 프레임(150)의 높이를 요구 높이보다 높게 형성할 수도 있으며, 이 경우에는 그 표면이 불균일한 전도성 범프(120) 및 수지 물질층을 평탄화하면서 보강 프레임(150)의 표면을 함께 제거하여 전도성 범프(120), 수지층(140) 및 보강 프레임(150)의 높이를 동일하게 맞추는 것도 가능하다.
도 20에 도시된 바와 같이, 수지층(110) 및 보강 프레임(150)으로부터 캐리어 부재(10)를 제거한다. 이때, 캐리어 부재(10)의 제거시 코어층(11) 및 제2 금속층(13)은 쉽게 제거되나, 제2 금속층(13) 상의 제2 씨드층(15)은 수지층(110) 및 하부 회로패턴(140)에 붙어있을 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 수지층(110)의 상면 및 하면에 상부 및 하부 메탈 씨드(132, 142)를 형성한다.
다음으로, 상부 및 하부 메탈 씨드(132, 134) 상에 상부 및 하부 회로패턴 형성 영역(미도시)을 각각 노출시키는 드라이 필름(M)을 형성한다.
도 22에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(도 21의 M)을 마스크로 이용한 도금 공정을 실시하여 상부 및 하부 회로패턴(130, 140)을 형성한다.
이후, 드라이 필름을 제거한 후, 드라이 필름의 하면으로 노출된 상부 및 하부 메탈 씨드(도 21의 132, 142)를 제거한다. 이 결과, 상부 회로패턴(130)은 전도성 범프(120)와 접촉하는 상부 씨드 패턴(130a)과, 상부 씨드 패턴(130a)의 상면에 형성된 상부 금속 패턴(130b)이 차례로 적층되는 2층 구조를 가질 수 있다.
또한, 하부 회로패턴(140)은 전도성 범프(120)와 접촉하는 하부 씨드 패턴(140a)과, 하부 씨드 패턴(140a)의 하면에 부착된 하부 메탈 씨드층(140b)과, 하부 메탈 씨드층(140b)의 하면에 형성된 하부 금속 패턴(140c)을 포함한다. 이 결과, 하부 회로패턴(140)은 하부 씨드 패턴(140a), 하부 메탈 씨드층(140b) 및 하부 금속 패턴(140c)이 차례로 적층되는 3층 구조를 갖는다.
다음으로, 상부 및 하부 회로패턴(130)의 일 부분을 각각 노출시키는 제1 및 제2 개구(G1, G2)를 구비하며, 수지층(110) 및 보강 프레임(150)을 덮는 솔더 마스크 패턴(160)을 형성한 후, 하부 회로패턴(140)의 표면에 표면 처리층(170)을 형성한다.
이상으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법이 종료될 수 있다.
한편, 도 23 내지 도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다. 이때, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법은 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법과 캐리어 부재 제거 단계까지는 동일한 방식으로 진행되고, 상부 및 하부 회로패턴 형성 단계에서만 차이를 보이는 바, 중복 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하도록 한다.
도 23에 도시된 바와 같이, 수지층(110)의 상면(110a) 및 하면(110b)에 상부 및 하부 메탈 씨드층(132, 142)과 상부 및 하부 회로층(133, 143)을 형성한다.
도 24에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 회로층(133, 143) 상에 상부 및 하부 회로패턴 형성 영역(미도시)을 각각 노출시키는 드라이 필름(M)을 형성한다.
도 25에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(도 24의 M)을 마스크로 이용한 식각 공정을 실시하여 상부 및 하부 회로패턴(130, 140)을 형성한다. 이때, 상부 회로패턴(130)은 전도성 범프(120)와 접촉하는 상부 씨드 패턴(130a)과, 상부 씨드 패턴(130a)의 상면에 형성된 상부 금속 패턴(130b)이 차례로 적층되는 2층 구조를 가질 수 있다.
또한, 하부 회로패턴(140)은 전도성 범프(120)와 접촉하는 하부 씨드 패턴(140a)과, 하부 씨드 패턴(140a)의 하면에 부착된 하부 메탈 씨드층(140b)과, 하부 메탈 씨드층(140b)의 하면에 형성된 하부 금속 패턴(140c)을 포함한다.
다음으로, 드라이 필름을 제거한다.
도 26에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 회로패턴(130, 140)의 일 부분을 각각 노출시키는 제1 및 제2 개구(G1, G2)를 구비하며, 수지층(110) 및 보강 프레임(150)을 덮는 솔더 마스크 패턴(160)을 형성한 후, 하부 회로패턴(140)의 표면에 표면 처리층(170)을 형성한다.
이상으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법이 종료될 수 있다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법은 수지층의 가장자리 측면에 상대적으로 강도가 강한 메탈 재질의 보강 프레임을 부착함으로써, 가장자리 부분에서의 강도 보강으로 이 부분에서의 휨을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 보강 프레임이 보강재 역할을 하여 박형의 기판 및 패키지 제작에 용이하다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법은 상부 및 하부 회로패턴 간의 전기적 연결 통로의 기능을 하는 전도성 범프를 도금 공정을 이용하여 형성함으로써 전도성 범프 및 수지층의 두께 제어가 용이할 뿐만 아니라, 수지층을 레이저 드릴링 공정으로 가공 처리할 필요가 없어 가공비가 절감되므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법은 표면 연마를 통한 평탄화 과정시 도금 방식의 특성으로 인해 그 표면이 불균일한 전도성 범프를 보강 프레임의 높이를 기준으로 연마함으로써, 보강 프레임이 버퍼 역할을 하도록 유도하여 전도성 범프 및 수지층의 평탄화를 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 인쇄회로기판 110 : 수지층
110a : 수지층 상면 110b : 수지층 하면
120 : 전도성 범프 130 : 상부 회로패턴
130a : 상부 씨드 패턴 130b : 상부 금속 패턴
140 : 하부 회로패턴 140a : 하부 씨드 패턴
140b : 하부 메탈 씨드층 140c : 하부 금속 패턴
150 : 보강 프레임 152 : 메탈 플레이트
154 : 접착제층 160 : 솔더 마스크 패턴
170 : 표면 처리층 G1, G2 : 제1 및 제2 개구

Claims (20)

  1. 상면 및 하면을 구비하는 수지층;
    상기 수지층의 상면 및 하면을 관통하도록 형성된 전도성 범프;
    상기 수지층의 상면 및 하면에 각각 배치되어, 상기 전도성 범프와 전기적으로 각각 접속된 상부 및 하부 회로패턴; 및
    상기 수지층의 가장자리 외측 측면에 부착되어, 상기 수지층으로부터 돌출되는 보강 프레임;을 포함하며,
    상기 수지층 및 보강 프레임은 상호 동일한 두께를 갖고,
    상기 보강 프레임은 상기 수지층의 가장자리 측면에 배치된 메탈 플레이트와, 상기 메탈 플레이트의 하면에 부착된 접착제층을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지층은
    에폭시 수지, 폴리이미드 수지, BT(bismaleimide triazine) 수지 및 EMC(epoxy molding compound) 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 회로패턴은
    상기 수지층의 상면에 배치되어, 상기 전도성 범프의 일단에 전기적으로 접속되고, 상기 하부 회로패턴은 상기 수지층의 하면에 배치되어, 상기 전도성 범프의 타단에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 회로패턴의 일부는
    상기 수지층의 내부에 삽입 배치된 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 회로패턴은
    전체가 상기 수지층의 외부로 돌출되도록 배치된 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부 회로패턴은
    상기 전도성 범프와 접촉하는 하부 씨드 패턴과,
    상기 하부 씨드 패턴의 하면에 부착된 하부 메탈 씨드층과,
    상기 하부 메탈 씨드층의 하면에 형성된 하부 금속 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수지층, 전도성 범프 및 보강 프레임은
    상호 대응되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메탈 플레이트는
    황동(brass), SUS(stainless steel), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 티타늄(Ti) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은
    상기 상부 회로패턴의 일 부분을 노출시키는 제1 개구와, 상기 하부 회로패턴의 일 부분을 노출시키는 제2 개구를 구비하며, 상기 수지층 및 보강 프레임의 상면 및 하면을 각각 덮는 솔더 마스크 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판.
  11. (a) 캐리어 부재 상에 하부 회로패턴을 형성하는 단계;
    (b) 상기 하부 회로패턴 상에 전도성 범프를 형성하는 단계;
    (c) 상기 하부 회로패턴 및 전도성 범프가 형성된 캐리어 부재의 상면 가장자리에 보강 프레임을 부착하는 단계;
    (d) 상기 캐리어 부재의 상면과 보강 프레임의 내측 측면을 덮는 수지층을 형성하는 단계;
    (e) 상기 수지층 상에 상부 회로패턴을 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 수지층 및 보강 프레임으로부터 상기 캐리어 부재를 제거하는 단계;를 포함하며,
    상기 (d) 단계는, (d-1) 상기 캐리어 부재의 상면과 보강 프레임의 내측 측면을 덮도록 수지 물질층을 도포하는 단계와, (d-2) 상기 수지 물질층 및 전도성 범프를 표면 연마하여 평탄화하는 단계를 포함하며,
    상기 평탄화 단계에 의해, 상기 보강 프레임은 상기 수지층의 가장자리 외측 측면에 부착되어, 상기 수지층으로부터 돌출되고, 상기 수지층 및 보강 프레임은 상호 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    (c-1) 메탈 플레이트와, 상기 메탈 플레이트의 하면에 부착된 접착제층과, 상기 접착제층의 하면에 부착된 커버 필름을 갖는 메탈 프레임을 마련하는 단계와,
    (c-2) 상기 메탈 프레임을 가공 처리한 후, 커버 필름을 제거하여 사각 테 형상의 보강 프레임을 형성하는 단계와,
    (c-3) 상기 보강 프레임을 상기 하부 회로패턴 및 전도성 범프가 형성된 캐리어 부재의 상면 가장자리에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 (d-2) 단계에서,
    상기 수지 물질층 및 전도성 범프를 표면 연마하면서, 상기 보강 프레임을 함께 표면 연마하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 (e) 단계는
    (e-1) 상기 수지층 상에 상부 메탈 씨드를 형성하는 단계와,
    (e-2) 상기 상부 메탈 씨드 상에 상부 회로패턴 형성 영역을 노출시키는 드라이 필름을 형성하는 단계와,
    (e-3) 상기 드라이 필름을 마스크로 이용한 도금 공정을 실시하여 상부 회로패턴을 형성하는 단계와,
    (e-4) 상기 드라이 필름을 제거한 후, 상기 드라이 필름의 제거로 인해 노출된 상부 메탈 씨드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이후,
    (g) 상기 상부 및 하부 회로패턴의 일 부분을 각각 노출시키는 제1 및 제2 개구를 구비하며, 상기 수지층 및 보강 프레임을 덮는 솔더 마스크 패턴을 형성하는 단계와,
    (h) 상기 하부 회로패턴의 표면에 표면 처리층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  17. (a) 캐리어 부재 상에 전도성 범프를 형성하는 단계;
    (b) 상기 전도성 범프가 형성된 캐리어 부재의 상면 가장자리에 보강 프레임을 부착하는 단계;
    (c) 상기 캐리어 부재의 상면과 보강 프레임의 내측 측면을 덮는 수지층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 수지층 및 보강 프레임으로부터 상기 캐리어 부재를 제거하는 단계; 및
    (e) 상기 수지층의 상면 및 하면에 상부 및 하부 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 캐리어 부재의 상면과 보강 프레임의 내측 측면을 덮도록 수지 물질층을 도포하는 단계와, (c-2) 상기 수지 물질층 및 전도성 범프를 표면 연마하여 평탄화하는 단계를 포함하며,
    상기 평탄화 단계에 의해, 상기 보강 프레임은 상기 수지층의 가장자리 외측 측면에 부착되어, 상기 수지층으로부터 돌출되고, 상기 수지층 및 보강 프레임은 상호 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 (e) 단계는
    (e-1) 상기 수지층의 상면 및 하면에 상부 및 하부 메탈 씨드를 형성하는 단계와,
    (e-2) 상기 상부 및 하부 메탈 씨드 상에 상부 및 하부 회로패턴 형성 영역을 각각 노출시키는 드라이 필름을 형성하는 단계와,
    (e-3) 상기 드라이 필름을 마스크로 이용한 도금 공정을 실시하여 상부 및 하부 회로패턴을 형성하는 단계와,
    (e-4) 상기 드라이 필름을 제거한 후, 상기 드라이 필름의 제거로 인해 노출된 상부 및 하부 메탈 씨드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 (d) 단계 이후,
    (f) 상기 상부 및 하부 회로패턴의 일 부분을 각각 노출시키는 제1 및 제2 개구를 구비하며, 상기 수지층 및 보강 프레임을 덮는 솔더 마스크 패턴을 형성하는 단계와,
    (g) 상기 하부 회로패턴의 표면에 표면 처리층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 (e) 단계는
    (e-1) 상기 수지층의 상면 및 하면에 상부 및 하부 메탈 씨드층과 상부 및 하부 회로층을 형성하는 단계와,
    (e-2) 상기 상부 및 하부 회로층 상에 상부 및 하부 회로패턴 형성 영역을 각각 노출시키는 드라이 필름을 형성하는 단계와,
    (e-3) 상기 드라이 필름을 마스크로 이용한 식각 공정을 실시하여 상부 및 하부 회로패턴을 형성하는 단계와,
    (e-4) 상기 드라이 필름을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 프레임을 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
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