KR101811940B1 - 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법은 a)내층회로기판을 제공하는 단계와, b)제공된 내층회로기판의 표면에 절연층을 적층하는 단계와, c)상기 내층회로기판의 표면에 적층된 절연층 상에 동박을 접합하는 단계와, d)상기 절연층 상에 접합된 동박 표면에 동도금을 실시하는 단계와, e)상기 동도금이 실시된 동박에 외층회로패턴 및 비아를 형성하는 단계 및 f)상기 외층회로패턴 및 비아 중 노출영역을 제외한 외층회로패턴 및 비아의 표면에 솔더레지스트를 도포하는 단계가 포함되어, 미세홀을 통해 레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름의 비아 형성이 가능하며, 또한 상기한 절연층 상에 동박을 프레스로 접합하므로, 표면을 처리하기 위한 디스미어를 할 필요가 없고 동박 조도를 이용하기 때문에 층간 절연체인 필름과 패턴과의 좋은 결합력을 유지할 수 있고, 균일한 품질을 얻을 수 있는 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법을 제공한다.

Description

미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법{Manufacture method of a multilayer circuit board formed with a fine via}

본 발명은 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면에 도금이 가능하고, 레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름의 미세홀이 형성된 이미징필름을 내층회로기판의 표면을 절연하는 절연층으로 적층하여, 미세홀을 통해 레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름의 비아 형성이 가능하며, 또한 상기한 절연층 상에 동박을 프레스로 접합하므로, 표면을 처리하기 위한 디스미어를 할 필요가 없고 동박 조도를 이용하기 때문에 층간 절연체인 필름과 패턴과의 좋은 결합력을 유지할 수 있고, 균일한 품질을 얻을 수 있는 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판은 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동선으로 배선한 후 보드 상에 반도체 칩, 집적회로(IC) 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들간의 전기적 배선을 구현하여 절연체로 코팅한 것이다.

전자부품의 발달로 상기 인쇄회로기판을 중첩하여 만드는 다층 인쇄회로기판이 개발되고서, 다층 인쇄회로기판의 고밀도화를 위한 층간 도통 및 절연 설계에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

고밀도의 회로 형성 기술이 적용된 기판을 HDI(High Density Interconnection) 기판이라 하며, HDI 기판의 성능은 층간 도통 및 절연 설계의 자유도에서 극대화된다. 이는 HDI 기판의 품질 특성, 고집적, 전기적 성능 향상과 직접적인 관계가 있다.

다층 인쇄회로기판을 제조하는 공정 중에서, 각 층에서의 전기 배선을 형성하는 회로(즉, 내층회로 또는 외층회로)를 형성하는 방법으로는 애디티브(additive) 방식, 서브트랙티브(subtractive) 방식 또는 세미-애디티브(semi-additive) 방식 등이 있다.

애디티브(additive) 방식은 절연 기판 상에 도전성 재료를 무전해 도금 또는 전해 도금 등을 통해 선택적으로 석출시키는 등의 방법으로 도금하여 도체 패턴을 형성하는 인쇄회로기판의 회로 형성 방법이다.

전해 동 도금(electrolytic copper plating)을 위한 시드층(seed layer)의 존재 유무에 따라 풀-애디티브(full-additive) 방식과 세미-애디티브(semiadditive)방식으로 나누어 진다.

서브트랙티브(subtractive) 방식은 금속이 도포된 절연 기판 상에 도체 외에 불필요한 부분을 에칭 등에 의하여 선택적으로 제거하여, 도체 패턴을 형성하는 인쇄회로기판의 회로 형성 방법이다.

일반적으로 포토 레지스트(photo resist)로 도체패턴이 형성될 부분 및 홀(hole) 내를 텐팅(Tenting)한 후 에칭하므로 텐트 및 에치(Tent and etch) 공법이라고도 한다.

즉 고밀도 인쇄회로기판을 제조하기 위한 회로 형성 방법으로, 절연재 위에 감광성의 감광재료를 적층하고, 회로 마스크를 이용하여 노광, 현상 공정을 거친 후 도금 방법 중 하나인 세미-애디티브 방식을 통해 회로를 형성하게 된다.

그리고 미세 비아홀을 형성하기 위해 일반적으로 레이저를 사용하게 되는데 이때 가해 지는 열에 의해 용윰점이 낮은 커버레이의 접착층이 녹아내려 홀벽이 패임으로써 미세 비아홀의 내벽 도금이 제대로 이루어 지지 않아 미세 비아홀의 신뢰도를 저하시키는 문제가 있다.

상기한 문제로 공개특허 제10-2004-0107269호(2004.12.20)에서는 리지드부와 플렉시블부를 갖는 FCCL(Flexible CCL)의 동박층에 회로 패턴을 형성하는 단계; 상기 형성된 회로 패턴을 보호하는 커버 레이에 미세 비아홀이 형성될 부분을 사전 가공하는 단계; 상기 가공된 커버레이를 상기 회로 패턴이 형성된 동박층에 접착하는 단계; 상기 접착된 커버레이 위로 절연층을 적층하는 단계; 및 상기 절연층 위로 FCCL을 적층하여 미세 비아홀을 가공하고 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 미세 비아홀 가공 방법을 제공하였다.

이러하듯 일반적으로 기판에 형성되는 홀은 레이저 드릴링으로 가공하게 되는데, 근래에는 고다층의 회로기판을 요구하는바, 이를 위해 기판에 형성되는 비아홀의 갯수가 점점 증가하고, 비아의 지름 사이즈(size)가 작아지는 추세이다.

하지만 레이저 드릴링으로 홀을 가공할 시, 홀의 지름이 70㎛이하 일 경우 레이저 드릴링을 하지 못하는 문제점이 발생하였다. 이는 레이저가 가공할 수 있는 최소의 홀의 지름이 70㎛이상이기 때문인데, 이마저 공정에 따른 단가가 상승하는 문제가 발생하였다.

그래서 절연층의 도금을 위해서는 디스미어(Desmear)를 통해 표면에 미세한 조도를 형성해야 하는데, 디스미어 방법은 디스미어 후 필러가 노출되는 문제와 조건에 따라 품질이 불균일한 문제가 발생하였다.

본 발명은 표면에 도금이 가능하고, 레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름의 미세홀이 형성된 이미징필름을 내층회로기판의 표면을 절연하는 절연층으로 적층하여, 미세홀을 통해 레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름의 비아 형성이 가능하며, 또한 상기한 절연층 상에 동박을 프레스로 접합하므로, 표면을 처리하기 위한 디스미어를 할 필요가 없고 동박 조도를 이용하기 때문에 층간 절연체인 필름과 패턴과의 좋은 결합력을 유지할 수 있고, 균일한 품질을 얻을 수 있는 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법은 a)절연재인 베이스층을 기준으로 상기 베이스층의 상,하면에 각각 내층회로패턴이 형성된 내층회로기판을 제공하는 단계와, b)상기 내층회로기판의 내층회로패턴 중 층간 도통이 이루어져야 할 위치에 미세홀이 형성된 절연층을 상기 내층회로기판의 표면에 적층하는 단계와, c)상기 내층회로기판의 표면에 적층된 절연층 상에 동박을 접합한 후, 상기 미세홀 위치에 상응하는 부분이 천공된 컨포멀마스크(conformal mask) 동박 상에 적층하면서, 에칭 또는 레이저로 천공을 통해 노출된 동박을 제거하여, 상기 절연층의 미세홀을 오픈하는 단계와, d)상기 절연층 상에 접합된 동박 표면과 오픈된 미세홀에 동도금을 실시하는 단계와, e)상기 동도금이 실시된 절연층에 전해도금에 의한 전해도금층 패턴을 형성한 후, 노출된 그 하부의 동도금과 동박을 식각하여 외층회로패턴을 형성하면서, 상기 동박이 제거되어 노출된 부위에 전해도금에 의한 동도금(필(fill)도금)이 이루어지도록 하여 비아를 형성하는 단계, 및 f)상기 외층회로패턴 및 비아 중 노출영역을 제외한 외층회로패턴 및 비아의 표면에 솔더레지스트를 도포하는 단계가 포함된다.

또한 본 발명에 따른 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법은 a)절연재인 베이스층을 기준으로 상기 베이스층의 상,하면에 각각 내층회로패턴이 형성된 내층회로기판을 제공하는 단계와, b)상기 내층회로기판의 내층회로패턴 중 층간 도통이 이루어져야 할 위치에 미세홀이 형성된 절연층을 상기 내층회로기판의 표면에 적층하는 단계와, c)상기 내층회로기판의 표면에 적층된 절연층 상에 동박을 접합한 후, 상기 절연층 상에 접합된 동박 전체를 에칭으로 제거하는 단계와, d)상기 동박의 제거로 오픈된 미세홀 및 절연층 표면에 동도금을 실시하는 단계와, e)상기 동도금이 실시된 절연층에 전해도금에 의한 전해도금층 패턴을 형성한 후, 노출된 그 하부의 동도금과 동박을 식각하여 외층회로패턴을 형성하면서, 상기 동박이 제거되어 노출된 부위에 전해도금에 의한 동도금(필(fill)도금)이 이루어지도록 하여 비아를 형성하는 단계, 및 f)상기 외층회로패턴 및 비아 중 노출영역을 제외한 외층회로패턴 및 비아의 표면에 솔더레지스트를 도포하는 단계가 포함된다.

이때 본 발명에 따른 상기 b)단계인 미세홀이 형성된 절연층을 상기 내층회로기판의 표면에 적층하는 단계에서, 상기 미세홀은 레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름 50um 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 상기 c)단계인 상기 절연층 상에 동박을 접합하는 단계에서, 상기 동박은 핫프레스 방식으로 상기 절연층 표면에 접합되는 것이 바람직하다.

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본 발명에 따른 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 도금이 가능한 이미징필름을 이용하여, 레이저 가공 범위 이하의 지름의 미세홀이 형성된 절연층으로 내층회로기판의 적층하고, 상기 미세홀에 동도금을 실시하여 비아가 형성되도록 하여, 레이저 가공 범위 이하의 지름으로 비아가 형성될 수 있는 효과를 가진다.

둘째, PCB 품질 평가의 중요한 기준이 되는 미세홀(비아홀) 내벽 도금 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법을 단계적으로 간략하게 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법을 단계적으로 간략하게 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 표면에 도금이 가능하고, 레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름의 미세홀이 형성된 이미징 필름을 내층회로기판의 표면을 절연하는 절연층으로 적층하여, 미세홀을 통해 레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름의 비아 형성이 가능하며, 또한 상기한 절연층 상에 동박을 핫프레스로 접합하므로, 표면을 처리하기 위한 디스미어를 할 필요가 없고 동박 조도를 이용하기 때문에 층간 절연체인 필름과 패턴과의 좋은 결합력을 유지할 수 있고, 균일한 품질을 얻을 수 있는 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법을 단계적으로 간략하게 보인 예시도로, 도 1을 참고하여 본 발명의 다른 실시 예를 살펴보면, 먼저 a)단계로 절연재인 베이스층을 기준으로 상기 베이스층의 상,하면에 각각 내층회로패턴이 형성된 내층회로기판을 제공한다.

상기 a)단계에서 제공되는 내층회로기판(10)은 절연재인 베이스층(11)과, 상기 베이스층(11)을 기준으로 그 표면에 내층회로패턴(12)이 형성된다.

이때 상기 내층회로기판(10)은 베이스층(11)을 기준으로 상,하면 중 어느 한 면에만 내층회로패턴(12)이 형성된 단면회로기판으로 제공될 수 있고, 또한 베이스층(11)을 기준으로 상기 베이스층(11)의 상,하면에 각각 내층회로패턴(12)이 형성된 양면회로기판으로 제공될 수 있으며, 양면회로기판은 상,하면에 각각 형성된 내층회로패턴(12)이 서로 도통하게 비아를 형성할 수도 있다.

다음은 b)단계로, 상기 a)단계에 의해 제공된 상기 내층회로기판의 내층회로패턴 중 층간 도통이 이루어져야 할 위치에 미세홀이 형성된 절연층을 상기 내층회로기판의 표면에 적층한다.

이때 상기 내층회로기판(10)이 단면이면 해당 내층회로패턴(12)이 형성된 어느 한 면에만 절연층(20)이 적층되나, 상기 내층회로기판(10)이 양면일 경우에는 내층회로기판(10)의 상,하 양면 모두 절연층(20)이 적층되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 절연층(20)은 표면에 도금이 가능한 이미징필름으로, 상기 내층회로기판(10)의 내층회로패턴(12)이 외층회로패턴과 전기적으로 연결되는 층간 도통을 위한 비아를 형성할 부분에 미세홀(21)이 형성된다.

여기서 상기 미세홀(21)은 추후 비아를 이루는 비아홀로 레이저 드릴링으로는 가공할 수 없는 지름 70㎛ 이하로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 미세홀(21)에 의해 내층회로패턴(12) 일부가 노출된다.

상기 미세홀(21)은 절연층(20)인 이미징필름에 형성된 것으로, 노광/현상 공정에 의해 절연층(20)인 이미징필름에 형성될 수 있는데, 여기서 미세홀(21)은 상기 절연층(20)인 이미징필름이 내층회로기판(10)의 표면에 적층되기 전, 선 가공에 의해 형성되거나, 상기 내층회로기판(10)에 절연층(20)인 이미징필름을 선 적층 후 후가공으로 미세홀(21)이 형성될 수 있다.

여기서 후가공으로 미세홀(21)이 절연층(20)에 형성되는 경우의 일 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 판 상의 이미지필름(절연층: 20)을 기 설정된 열과 압력으로 상기 내층회로기판(10)에 압착 도포하는 라미네이션(lamination) 작업을 수행하는데, 이는 절연층(20)을 상기 내층회로기판(10)의 표면에 적층하는 것이라 할 수 있다.

이어서 상기 내층회로기판(10) 표면에 라미네이션 된 이미징필름 상에는 미세홀에 대응하는 홀패턴이 형성된 마스크를 안치한 후, 자외선(UV) 또는 빛 에너지를 공급하여 노광 작업을 수행한다.

그리고 노광 작업에서 중합체로 변하지 않은 미세홀 부분은 탄산나트륨을 이용하여 제거하는 현상 작업을 수행한다.

이렇게 현상작업을 통해 설계에 따라 미세홀(21)이 형성된 이미지필름(절연층: 20)이 상기 내층회로기판(10) 표면에 적층된다.

다음은 c)단계로, 상기 내층회로기판의 표면에 적층된 절연층 상에 동박을 접합한 후, 상기 미세홀 위치에 상응하는 부분이 천공된 컨포멀마스크(conformal mask) 동박 상에 적층하면서, 에칭 또는 레이저로 천공을 통해 노출된 동박을 제거하여, 상기 절연층의 미세홀을 오픈한다.

이때 상기 절연층(20) 상에 접합되는 동박(30)은 프레스 방식으로 접합되는데, 여기서 프레스는 기 설정 온도의 열과 압력을 가하는 핫프레스로 실시되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 상기 절연층(20) 및 동박(30)의 전체 면에 고른 가압력을 제공하는 핫프레스 공정으로 인해 동박(30)이 절연층(20)에 접합됨에 따라 절연층(20)의 표면을 처리하기 위한 디스미어 작업을 할 필요가 없고, 동박(30) 조도를 이용하기 때문에 층간 절연재인 이미징필름과 패턴과의 좋은 결합력을 유지할 수 있어, 균일한 품질을 얻을 수 있다.

그리고 상기 c)단계인 상기 절연층(20) 상에 동박(30)을 접합하는 단계에 의해 상기 절연층(20) 상에 동박(30)이 접합되면, c-1)단계로, 상기 동박(30) 중 절연층(20)의 미세홀(21) 위치들에 상응하는 위치의 동박(30)을 제거하여 절연층(20)의 미세홀(21)들을 오픈한다.

이때 상기 동박(30) 상에는 상기 절연층(20)의 미세홀(21) 위치에 상응하는 부분이 천공(61)된 컨포멀마스크(conformal mask: 60)를 적층한 후, 상기 컨포멀마스크(60)의 천공된 부분에 위치하는 동박(30)이 제거되어, 미세홀(21)들이 오픈된다.

여기서 상기 컨포멀마스크(60)는 필름 형태로 제공되고, 상기 컨포멀마스크(60)의 천공을 통해 제거되는 동박(30)은 화학적 방식인 에칭으로 제거하는 것이 바람직하나, 레이저를 컨포멀마스크(60)의 천공에 조사하여 동박(30)을 제거할 수도 있다.

상기한 공정에 의해 상기 절연층(20)의 미세홀(21) 상에는 미세홀(21)의 지름보다 크게 동박(30)이 제거되어, 미세홀(21) 주위에는 동박(30)에 따른 단턱이 형성된다.

그리고 상기 미세홀(21)들의 위치에 상응하는 동박(30)들이 제거되어, 미세홀(21)들이 오픈되면, 상기 컨포멀마스크(60)를 박리하여 제거한다.

다음은 d)단계로, 상기 절연층 상에 접합된 동박 표면과 오픈된 미세홀에 동도금을 실시한다.

이때 상기 d)단계에서 실시되는 동도금은 전기가 흐르지 않는 비도전부인 미세홀(21)을 전기가 흐르는 도전부로 변환하기 위한 것으로, 무전해 동도금을 기준으로 설명하나, 이에 한정하지 않고 증착을 실시하여도 무방하다.

상기한 무전해 동도금의 실시로 상기 동박(30) 표면 및 미세홀(21) 표면을 따라 무전해동도금층이 형성되는데, 상기한 무전해동도금층은 그 두께가 수㎛이다.

다음은 e)단계로, 상기 동도금이 실시된 절연층에 전해도금에 의한 전해도금층 패턴을 형성한 후, 노출된 그 하부의 동도금과 동박을 식각하여 외층회로패턴을 형성하면서, 상기 동박이 제거되어 노출된 부위에 전해도금에 의한 동도금(필(fill)도금)이 이루어지도록 하여 비아를 형성한다.

이때 상기 외층회로패턴(41) 및 비아(42)는 전해 동도금(필도금)의 실시로 형성되는데, 상기한 전해 동도금의 실시 예를 살펴보면, 먼저 무전해 동도금이 실시된 동박(30)의 표면에 드라이필름(50)을 라미네이팅을 실시한 후, 외층회로패턴에 상응하는 이미지로 패턴을 이루는 마스크를 적층한 후, 상기 마스크를 통해 자외선(UV) 또는 빛 에너지를 공급하여 단량체(monomer)인 드라이필름(50)을 중합체(polymer)로 반응시켜 필요한 패턴 이미지를 재현하는 노광 작업을 수행한다.

그리고, 노광 작업에서 중합체로 변하지 않은 부분은 탄산나트륨을 이용하여 벗겨내는 현상 작업을 수행하여 외층회로패턴(41) 및 미세홀(21)에 대응하는 패턴을 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴이 형성된다.

이렇게 현상작업을 통해 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴 부위를 제외한 부분이 제거되면, 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴이 형성된 부분을 제외한 상기 동박(30)이 노출된 부위에 전해 동도금을 실시한다.

상기한 전해 동도금의 실시로 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴이 형성된 부분을 제외한 상기 동박(30)이 노출된 부위에 동도금(필(fill)도금)이 실시되어, 상기 동박(30) 면에 외층회로패턴(41) 및 비아(42)를 형성된다.

그리고 상기한 전해 동도금에 의해, 상기 동박(30)에 외층회로패턴(41) 및 비아(42)를 형성되면, 상기 드라이필름(50)을 박리하여 제거한 후, 소프트에칭으로 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴에 의해 전해 동도금층이 형성되지 않은 무전해 동도금층을 제거하여 도전패턴 간의 절연이 이루어지도록 한다.

이때 소프트에칭은 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴에 의해 가려져 전해 동도금이 이루어지지 않은 부분은 그 두께가 수 ㎛인 무전해 동도금층 전체와 전해 동도금층의 표면 일부만 에칭되어, 무전해 동도금층은 완전히 제거되나, 전해 동도금층은 일정부분이 남아 도전패턴 간의 절연이 이루어진다.

또한 본 발명에서는 전해 동도금을 대신하여, 전도성 페이스트 충진을 실시할 수도 있다.

이때 상기 동박(30)이 노출된 부위에 충진되는 전도성 페이스트는 스크린 프린팅 방식에 의해 프린팅되는 것이 바람직하고, 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴 사이에 전도성 페이스트가 충진됨에 따라 외층회로패턴(41)이 형성되고, 상기 미세홀(21)에 전도성 페이스트가 충진됨에 따라 비아(42)가 형성되며, 해당 온도의 열을 가해 전도성 페이스트를 건조 경화하며, 버핑장치로 경화된 전도성 페이스트 표면을 연마하는 것이 바람직하다.

다음은 f)단계로, 상기 외층회로패턴 및 비아 중 노출영역을 제외한 외층회로패턴 및 비아의 표면에 솔더레지스트를 도포한다.

상기와 같이 노출영역을 제외한 외층회로패턴(41) 및 비아(42)의 표면에 솔더레지스트(43)를 도포하므로서, 비노출 영역의 외층회로패턴(41) 및 비아(42)의 표면을 절연함과 동시에 외부의 물리적인 영향으로부터 보호되도록 한다.

상기한 일련의 과정으로 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조과정이 완료된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법을 단계적으로 간략하게 보인 예시도로, 도 2를 참조하면 먼저 a)단계로 절연재인 베이스층을 기준으로 상기 베이스층의 상,하면에 각각 내층회로패턴이 형성된 내층회로기판을 제공한다.

상기 a)단계에서 제공되는 내층회로기판(10)은 절연재인 베이스층(11)과, 상기 베이스층(11)을 기준으로 그 표면에 내층회로패턴(12)이 형성된다.

이때 상기 내층회로기판(10)은 베이스층(11)을 기준으로 상,하면 중 어느 한 면에만 내층회로패턴(12)이 형성된 단면회로기판으로 제공될 수 있고, 또한 베이스층(11)을 기준으로 베이스층(11) 상,하면에 각각 내층회로패턴(12)이 형성된 양면회로기판으로 제공될 수 있으며, 양면회로기판은 상,하면에 각각 형성된 내층회로패턴(12)이 서로 도통하게 비아를 형성할 수도 있다.

다음은 b)단계로, 상기 내층회로기판의 내층회로패턴 중 층간 도통이 이루어져야 할 위치에 미세홀이 형성된 절연층을 상기 내층회로기판의 표면에 적층한다.

이때 상기 내층회로기판(10)이 단면이면 해당 내층회로패턴(12)이 형성된 어느 한 면에만 절연층(20)이 적층되나, 상기 내층회로기판(10)이 양면일 경우에는 내층회로기판(10)의 상,하 양면 모두 절연층(20)이 적층되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 절연층(20)은 표면에 도금이 가능한 이미징필름으로, 상기 내층회로기판(10)의 내층회로패턴(12)이 외층회로패턴과 전기적으로 연결되는 층간 도통을 위한 비아를 형성할 부분에 미세홀(21)이 형성된다.

여기서 상기 미세홀(21)은 추후 비아를 이루는 비아홀로 레이저 드릴링으로는 가공할 수 없는 지름 70㎛ 이하로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 미세홀(21)에 의해 내층회로패턴(12) 일부가 노출된다.

상기 미세홀(21)은 절연층(20)인 이미징필름에 형성된 것으로, 노광/현상 공정에 의해 절연층(20)인 이미징필름에 형성될 수 있는데, 여기서 미세홀(21)은 상기 절연층(20)인 이미징필름이 내층회로기판(10)의 표면에 적층되기 전, 선 가공에 의해 형성되거나, 상기 내층회로기판(10)에 절연층(20)인 이미징필름을 선 적층 후 후가공으로 미세홀(21)이 형성될 수 있다.

여기서 후가공으로 미세홀(21)이 절연층(20)에 형성되는 경우의 일 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 판 상의 이미지필름(절연층: 20)을 기 설정된 열과 압력으로 상기 내층회로기판(10)에 압착 도포하는 라미네이션(lamination) 작업을 수행하는데, 이는 절연층(20)을 상기 내층회로기판(10)의 표면에 적층하는 것이라 할 수 있다.

이어서 상기 내층회로기판(10) 표면에 라미네이션 된 이미징필름 상에는 미세홀에 대응하는 홀패턴이 형성된 마스크를 안치한 후, 자외선(UV) 또는 빛 에너지를 공급하여 노광 작업을 수행한다.

그리고 노광 작업에서 중합체로 변하지 않은 미세홀 부분은 탄산나트륨을 이용하여 제거하는 현상 작업을 수행한다.

이렇게 현상작업을 통해 설계에 따라 미세홀(21)이 형성된 이미지필름(절연층: 20)이 상기 내층회로기판(10) 표면에 적층된다.

다음은 c)단계로, 상기 내층회로기판의 표면에 적층된 절연층 상에 동박을 접합한 후, 상기 절연층 상에 접합된 동박 전체를 에칭으로 제거한다.

먼저 상기 동박(30)의 접합은 상기 절연층(20) 상에 접합되는 동박(30)은 프레스 방식으로 접합되는데, 여기서 프레스는 기 설정 온도의 열과 압력을 가하는 핫프레스로 실시되는 것이 바람직하다.

그리고 핫프레스를 이용한 상기 절연층(20) 상에 동박(30)의 접합이 완료되면, 상기 동박 전체를 에칭으로 완전히 제거한다.

여기서 상기 동박(30)이 에칭에 의해 완전히 제거되면, 절연층(20) 표면은 전체 면에 고른 가압력을 제공하는 핫프레스 공정으로 인해 표면처리가 이루어져, 상기 절연층(20)의 표면을 처리하기 위한 디스미어 작업을 할 필요가 없고, 전체적으로 고른 표면 조도를 이루므로, 균일한 품질을 얻을 수 있다.

다음은 d)단계로, 상기 동박의 제거로 오픈된 미세홀 및 절연층 표면에 동도금을 실시한다.

이때 상기 d)단계에서 실시되는 동도금은 전기가 흐르지 않는 비도전부인 상기 절연층(20) 표면 및 미세홀(21)을 전기가 흐르는 도전부로 변환하기 위한 것으로, 무전해 동도금을 기준으로 설명하나, 이에 한정하지 않고 증착을 실시하여도 무방하다.

다음은 e)단계로, 상기 동도금이 실시된 절연층에 전해도금에 의한 전해도금층 패턴을 형성한 후, 노출된 그 하부의 동도금과 동박을 식각하여 외층회로패턴을 형성하면서, 상기 동박이 제거되어 노출된 부위에 전해도금에 의한 동도금(필(fill)도금)이 이루어지도록 하여 비아를 형성한다.

이때 상기 외층회로패턴(41) 및 비아(42)는 전해 동도금(필도금)의 실시로 형성되는데, 상기한 전해 동도금의 실시 예를 살펴보면, 먼저 무전해 동도금이 실시된 동박(30)의 표면에 드라이필름(50)을 라미네이팅을 실시한 후, 외층회로패턴에 상응하는 이미지로 패턴을 이루는 마스크를 적층한 후, 상기 마스크를 통해 자외선(UV) 또는 빛 에너지를 공급하여 단량체(monomer)인 드라이필름(50)을 중합체(polymer)로 반응시켜 필요한 패턴 이미지를 재현하는 노광 작업을 수행한다.

그리고, 노광 작업에서 중합체로 변하지 않은 부분은 탄산나트륨을 이용하여 벗겨내는 현상 작업을 수행하여 외층회로패턴(41) 및 미세홀(21)에 대응하는 패턴을 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴이 형성된다.

이렇게 현상작업을 통해 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴 부위를 제외한 부분이 제거되면, 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴이 형성된 부분을 제외한 상기 절연층(20)이 노출된 부위에 전해 동도금을 실시한다.

상기한 전해 동도금의 실시로 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴이 형성된 부분을 제외한 상기 절연층(20)이 노출된 부위에 동도금(필(fill)도금)이 되어, 상기 절연층(20) 면에 외층회로패턴(41) 및 비아(42)를 형성된다.

그리고 상기한 전해 동도금에 의해, 상기 동박(30)에 외층회로패턴(41) 및 비아(42)를 형성되면, 상기 드라이필름(50)을 박리하여 제거한 후, 소프트에칭으로 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴에 의해 전해 동도금층이 형성되지 않은 무전해 동도금층을 제거하여 도전패턴 간의 절연이 이루어지도록 한다.

이때 소프트에칭은 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴에 의해 가려져 전해 동도금이 이루어지지 않은 부분은 그 두께가 수 ㎛인 무전해 동도금층만 남아 있는데, 상기 드라이필름(50) 제거 후, 기판의 표면에 전체에 에칭을 실시하면, 전해 동도금층의 표면 일부만 에칭되나, 무전해 동도금층은 완전히 에칭으로 제거되어, 전해 동도금층에 의한 도전패턴 간의 절연이 이루어지도록 한다.

또한 본 발명에서는 전해 동도금을 대신하여, 전도성 페이스트 충진을 실시할 수도 있다.

이때 상기 절연층(20)이 노출된 부위에 충진되는 전도성 페이스트는 스크린 프린팅 방식에 의해 프린팅되는 것이 바람직하고, 상기 드라이필름(50)의 이미지패턴 사이에 전도성 페이스트가 충진됨에 따라 외층회로패턴(41)이 형성되고, 상기 미세홀(21)에 전도성 페이스트가 충진됨에 따라 비아(42)가 형성되며, 해당 온도의 열을 가해 전도성 페이스트를 건조 경화하며, 버핑장치로 경화된 전도성 페이스트 표면을 연마하는 것이 바람직하다.

다음은 f)단계로, 상기 외층회로패턴 및 비아 중 노출영역을 제외한 외층회로패턴 및 비아의 표면에 솔더레지스트를 도포한다.

상기와 같이 노출영역을 제외한 외층회로패턴(41) 및 비아(42)의 표면에 솔더레지스트(43)를 도포하므로서, 비노출 영역의 외층회로패턴(41) 및 비아(42)의 표면을 절연함과 동시에 외부의 물리적인 영향으로부터 보호되도록 한다.

상기한 일련의 과정으로 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조과정이 완료된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 내층회로기판
11: 베이스층
12: 내층회로패턴
20: 절연층
21: 미세홀
30: 동박
41: 외층회로패턴
42: 비아
43: 솔더레지스트
50: 드라이필름
60: 컨포멀마스크

Claims (8)

1. a)절연재인 베이스층을 기준으로 상기 베이스층의 상,하면에 각각 내층회로패턴이 형성된 내층회로기판을 제공하는 단계;
   b)상기 내층회로기판의 내층회로패턴 중 층간 도통이 이루어져야 할 위치에 미세홀이 형성된 절연층을 상기 내층회로기판의 표면에 적층하는 단계;
   c)상기 내층회로기판의 표면에 적층된 절연층 상에 동박을 접합한 후, 상기 미세홀 위치에 상응하는 부분이 천공된 컨포멀마스크(conformal mask)를 동박 상에 적층하면서, 에칭 또는 레이저로 천공을 통해 노출된 동박을 제거하여, 상기 절연층의 미세홀을 오픈하는 단계;
   d)상기 절연층 상에 접합된 동박 표면과 오픈된 미세홀에 동도금을 실시하는 단계;
   e)상기 동도금이 실시된 절연층에 전해도금에 의한 전해도금층 패턴을 형성한 후, 노출된 그 하부의 동도금과 동박을 식각하여 외층회로패턴을 형성하면서, 상기 동박이 제거되어 노출된 부위에 전해도금에 의한 동도금(필(fill)도금)이 이루어지도록 하여 비아를 형성하는 단계; 및
   f)상기 외층회로패턴 및 비아 중 노출영역을 제외한 외층회로패턴 및 비아의 표면에 솔더레지스트를 도포하는 단계가 포함되는 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법.
   
2. a)절연재인 베이스층을 기준으로 상기 베이스층의 상,하면에 각각 내층회로패턴이 형성된 내층회로기판을 제공하는 단계;
   b)상기 내층회로기판의 내층회로패턴 중 층간 도통이 이루어져야 할 위치에 미세홀이 형성된 절연층을 상기 내층회로기판의 표면에 적층하는 단계;
   c)상기 내층회로기판의 표면에 적층된 절연층 상에 동박을 접합한 후, 상기 절연층 상에 접합된 동박 전체를 에칭으로 제거하는 단계;
   d)상기 동박의 제거로 오픈된 미세홀 및 절연층 표면에 동도금을 실시하는 단계;
   e)상기 동도금이 실시된 절연층에 전해도금에 의한 전해도금층 패턴을 형성한 후, 노출된 그 하부의 동도금과 동박을 식각하여 외층회로패턴을 형성하면서, 상기 동박이 제거되어 노출된 부위에 전해도금에 의한 동도금(필(fill)도금)이 이루어지도록 하여 비아를 형성하는 단계; 및
   f)상기 외층회로패턴 및 비아 중 노출영역을 제외한 외층회로패턴 및 비아의 표면에 솔더레지스트를 도포하는 단계가 포함되는 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법.
   
3. 청구항 1 및 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
   b)상기 내층회로기판의 내층회로패턴 중 층간 도통이 이루어져야 할 위치에 미세홀이 형성된 절연층을 상기 내층회로기판의 표면에 적층하는 단계에서,
   상기 미세홀은
   레이저 드릴링 가공한계보다 작은 지름 50um 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법.
   
4. 청구항 1 및 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 c)단계에서 상기 절연층 상에 동박을 접합할 시,
   상기 동박은,
   핫프레스 방식으로 상기 절연층 표면에 접합되는 것을 특징으로 하는 미세 비아가 형성된 다층 회로기판 제조방법.
   
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