KR101865799B1 - 인쇄회로기판 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연재의 표면에 밀착 가능한 시드 패턴을 형성하는 단계, 시드 패턴이 형성된 절연재의 표면에 시드층을 형성하는 단계, 시드층 상에 회로 패턴 형성 영역이 오픈된 필름층을 도포하는 단계, 회로 패턴 형성 영역에 금속층을 형성하는 단계 및 필름층 및 절연재의 표면에 드러난 시드층을 순차적으로 제거하여 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법으로 접착력이 강한 미세 회로를 구현할 수 있다.

Description

인쇄회로기판 및 그의 제조방법{Printed Circuit Board and method for manufacturing the same}
본 발명은 인쇄회로기판 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 미세 회로를 구현할 수 있는 인쇄회로기판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어, 전자 기기 및 제품의 첨단화로 인한 전자 기기 및 제품의 소형화 및 기술 집적은 꾸준히 발전하고 있으며, 이와 함께 전자 기기 및 제품 등에 사용되는 인쇄회로기판의 제조 공정도 소형화 및 기술 집적에 대응하여 다양한 변화를 요구하고 있다.
상기 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 대한 기술 방향은 초기에 단면 인쇄회로기판에서 양면 인쇄회로기판으로, 다시 다층 인쇄회로기판으로 전개되었으며, 특히 다층 인쇄회로기판을 제조함에 있어 최근에는 소위 빌드 업(build-up) 공법이라 불리는 제조 방법이 전개 중이다.
한편, 현재 인쇄회로기판에 회로 패턴을 형성하는 방법으로는 서브트랙티브(Subtractive) 공법, 애디티브 (Additive) 공법 및 세미 애디티브(Semi additive) 공법 등이 사용되고 있다.
이 중에서 세미 애디티브(Semi additive) 공법을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법은 절연재에 화학적 도금을 수행하여 시드층(seed layer)을 형성한 후, 전해 도금을 수행하여 회로 패턴을 형성하였다.
그러나, 절연재에 화학적 도금을 수행하여 시드층(seed layer)을 형성하는 경우, 시드층을 제거하기 위한 에칭량을 최소화할 수 있어 미세화에 유리하나, 절연재와 시드층 간의 접착력이 약하기 때문에 제조 과정에서 미세 회로가 박리되기 쉬운 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은 절연재에 밀착되는 시드 패턴을 절연재와 회로 패턴 사이에 형성함으로써 접착력이 강한 미세 회로를 구현할 수 있는 인쇄회로기판을 제공함에 있다.
본 발명의 사상은 절연재에 밀착되는 시드 패턴을 형성한 후, 회로 패턴을 형성함으로써 접착력이 강한 미세 회로를 구현할 수 있는 인쇄회로기판의 제조방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조방법은 절연재의 표면에 밀착 가능한 시드 패턴을 형성하는 단계; 상기 시드 패턴이 형성된 상기 절연재의 표면에 시드층을 형성하는 단계; 상기 시드층 상에 회로 패턴 형성 영역이 오픈된 필름층을 도포하는 단계; 상기 회로 패턴 형성 영역에 금속층을 형성하는 단계; 상기 필름층 및 상기 절연재의 표면에 드러난 시드층을 순차적으로 제거하여 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 시드 패턴은 금속 박막으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 시드 패턴을 형성하는 단계는 상기 절연재의 표면에 상기 금속 박막을 도포하는 단계; 상기 금속 박막을 에칭하여 상기 시드 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 절연재의 표면에 상기 금속 박막을 도포하는 단계는 스퍼터(sputter) 방식, 부착 방식 및 도금 방식 중 어느 하나의 방식을 통해 상기 절연재의 표면에 상기 금속 박막을 도포할 수 있다.
그리고, 상기 시드층을 형성하는 단계는 무전해 도금법으로 수행될 수 있고, 상기 금속층을 형성하는 단계는 전해 도금법으로 수행될 수 있다.
또, 상기 시드층 상에 회로 패턴 형성 영역이 오픈된 필름층을 도포하는 단계는 상기 시드층 상에 상기 필름층을 도포하는 단계; 상기 회로 패턴 형성 영역이 오픈되도록 상기 필름층을 선택적으로 노광, 현상 및 박리하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판은 절연재; 상기 절연재의 표면에 밀착 가능하게 형성된 시드 패턴; 상기 시드 패턴을 둘러싸도록 형성된 시드층; 상기 시드층 상에 형성된 금속층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시드 패턴은 금속 박막으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 시드 패턴은 스퍼터(sputter) 방식, 부착 방식 및 도금 방식 중 어느 하나의 방식을 통해 형성될 수 있다.
그리고, 상기 시드층은 무전해 도금법으로 형성되고, 상기 금속층은 전해 도금법으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판 및 그의 제조방법에 따르면, 절연재에 밀착되는 시드 패턴을 절연재와 회로 패턴 사이에 형성함으로써 접착력이 강한 미세 회로를 구현할 수 있는 장점이 있다.
즉, 절연재에 밀착되는 시드 패턴을 형성한 후, 회로 패턴을 형성함으로써 접착력이 강한 미세 회로를 구현할 수 있는 장점이 있다.
이로 인해, 절연재의 재료나 공정 조건에 의존하지 않고 안정적으로 회로의 접착력을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조과정을 보여주는 동작 흐름도이다.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조과정을 나타내는 단면도들이다.
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 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판의 단면도를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 인쇄회로기판(110)은 절연재(110), 시드 패턴(120), 시드층(130) 및 금속층(140)을 포함하여 구성된다.
절연재(110)는 인쇄회로기판(100)을 지지하는 수단으로서, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build up Film) 또는 에폭시(epoxy) 등과 같이 전기 전도율이 작고 전류를 거의 통과시키지 않는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 국한되지 않고 다양한 물질을 사용하여 구성될 수 있다.
여기서, 도 1에서와 같은 인쇄회로기판의 구성은 예시적인 것일 뿐이고, 상기 인쇄회로기판은 단면 인쇄회로기판, 양면 인쇄회로기판 및 다층 인쇄회로기판이 될 수 있으며, 본 발명의 기술적 특징이 이와 동일하게 적용될 수 있다.
시드 패턴(seed pattern, 120)은 절연재(110)의 표면에 밀착 가능하게 형성되며, 금속 박막으로 이루어질 수 있다. 즉, 시드 패턴(120)은 박막 형태의 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 알루미늄(Al), 철(Fe), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 또는 몰리브덴(Mo) 등의 금속 물질로 이루어질 수 있다.
이때, 시드 패턴(120)은 절연재(110)의 표면에 금속 박막을 도포한 후, 금속 박막을 에칭(etching)하여 형성되는데, 절연재(110)의 표면에 금속 박막을 도포하기 위해 스퍼터(sputter) 방식, 부착 방식 및 도금 방식 중 어느 하나의 방식을 사용할 수 있다.
여기서, 스퍼터링(sputtering)이란 목적물 표면에 막의 형태로 부착하는 기술로서, 세라믹이나 반도체 소재 등에 전자 회로를 만들기 위해 고진공 상태에서 고체를 증발시켜 박막(thin film)이나 후막(thick film)을 형성하는 경우에 사용될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 스퍼터링(sputtering)이란 스퍼터링 증착법이라고도 하며, 박막의 재료가 되는 원자들을 목적물 표면에 부착시켜 박막을 형성할 수 있다. 즉, 이온화된 원자(Ar)를 전기장에 의해 가속시켜 박막 재료에 충돌시키면, 이 충돌에 의해 박막 재료의 원자들이 튀어나오게 되고, 이 튀어나온 원자들이 목적물 표면에 부착되어 박막이 형성될 수 있다. 이러한 스퍼터링 증착법 방식 외에도 증류(evaporation)를 이용한 박막 증착법 등과 같이 다양한 방식을 사용하여 금속 박막을 형성할 수 있는데, 증류를 이용한 박막 증착법은 금속 재료를 증착시키기 위해 고진공(5x10-5 ~ 1x10-7torr)에서 전자빔이나 전기 필라멘트를 이용해 보트를 가열하여 보트 위에 금속을 녹여 증류시키고, 이때 증류된 금속은 차가운 목적물 표면 위로 응축되어 박막을 형성하는 방식이다.
또한, 부착 방식이란 동박 등과 같은 금속 박막을 절연재(110)에 부착하는 방식이고, 도금 방식이란 용융 도금법 또는 전기 도금법 등을 사용하여 절연재(110)에 금속을 입히는 방식을 말한다.
시드층(130)은 시드 패턴(120)을 둘러싸도록 형성되며, 무전해 도금법을 사용하여 형성될 수 있다.
여기서, 무전해 도금법이란 화학 도금 또는 자기 촉매 도금이라고도 하며, 외부로부터 전기 에너지를 공급받지 않고 금속염 수용액 중의 금속 이온을 환원제의 힘에 의해 자기 촉매적으로 환원시켜 처리 대상의 표면 위에 금속을 석출시키는 방법을 말한다. 상술한 무전해 도금법은 일반적으로 전해 도금을 원활하게 진행하기 위해 전해 도금을 진행하기 위한 전처리 공정으로 수행되며, 플라스틱이나 유기체 등과 같은 다양한 기판에 대해서 적용할 수 있는 장점이 있다.
금속층(140)은 시드층(130) 상에 형성되는 수단으로서, 전해 도금법을 사용하여 형성될 수 있는데, 전해 도금법이란 전기 분해의 원리를 이용하여 금속의 표면에 다른 금속의 얇은 막을 입히는 방법을 말한다.
이러한 금속층(140)은 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 알루미늄(Al), 철(Fe), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 또는 몰리브덴(Mo) 등의 금속 물질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판(100)은 절연재(110)에 밀착되는 시드 패턴(120)을 절연재(110)와 회로 패턴인 금속층(140) 사이에 형성함으로써 접착력이 강한 미세 회로를 구현할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조과정을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조과정을 보여주는 동작 흐름도, 도 3 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조과정을 나타내는 단면도들을 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 절연재(110)를 포함하는 베이스 기판을 제공한다. 이때, 절연재(110)는 인쇄회로기판(100)을 지지하는 수단으로서, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build up Film) 또는 에폭시(epoxy) 등과 같이 전기 전도율이 작고 전류를 거의 통과시키지 않는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 국한되지 않고 다양한 물질을 사용하여 구성될 수 있다.
여기서, 도 10에서와 같은 인쇄회로기판의 구성은 예시적인 것일 뿐이고, 상기 인쇄회로기판은 단면 인쇄회로기판, 양면 인쇄회로기판 및 다층 인쇄회로기판이 될 수 있으며, 본 발명의 기술적 특징이 이와 동일하게 적용될 수 있다.
다음으로, 도 2에서와 같이, 절연재(110)의 표면에 밀착 가능한 시드 패턴(120)을 형성한다(S200). 이때, 시드 패턴(120)은 박막 형태의 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 알루미늄(Al), 철(Fe), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 또는 몰리브덴(Mo) 등의 금속 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 시드 패턴(120)을 형성하기 위해 도 4에서와 같이, 절연재(110)의 표면에 금속 박막(120)을 도포하는데, 금속 박막을 도포하기 위해 스퍼터(sputter) 방식, 부착 방식 및 도금 방식 중 어느 하나의 방식을 사용할 수 있다.
여기서, 스퍼터링(sputtering)이란 목적물 표면에 막의 형태로 부착하는 기술로서, 세라믹이나 반도체 소재 등에 전자 회로를 만들기 위해 고진공 상태에서 고체를 증발시켜 박막(thin film)이나 후막(thick film)을 형성하는 경우에 사용될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 스퍼터링(sputtering)이란 스퍼터링 증착법이라고도 하며, 박막의 재료가 되는 원자들을 목적물 표면에 부착시켜 박막을 형성할 수 있다. 즉, 이온화된 원자(Ar)를 전기장에 의해 가속시켜 박막 재료에 충돌시키면, 이 충돌에 의해 박막 재료의 원자들이 튀어나오게 되고, 이 튀어나온 원자들이 목적물 표면에 부착되어 박막이 형성될 수 있다. 이러한 스퍼터링 증착법 방식 외에도 증류(evaporation)를 이용한 박막 증착법 등과 같이 다양한 방식을 사용하여 금속 박막을 형성할 수 있는데, 증류를 이용한 박막 증착법은 금속 재료를 증착시키기 위해 고진공(5x10-5 ~ 1x10-7torr)에서 전자빔이나 전기 필라멘트를 이용해 보트를 가열하여 보트 위에 금속을 녹여 증류시키고, 이때 증류된 금속은 차가운 목적물 표면 위로 응축되어 박막을 형성하는 방식이다.
또한, 부착 방식이란 동박 등과 같은 금속 박막을 절연재(110)에 부착하는 방식이고, 도금 방식이란 용융 도금법, 전기 도금법을 사용하여 절연재(110)에 금속을 입히는 방식을 말한다.
그 다음으로, 도 5에서와 같이, 금속 박막(120)을 에칭하여 시드 패턴(120)을 형성한다.
그리고, 도 6에서와 같이, 시드 패턴(120)이 형성된 절연재(110)의 표면에 시드층(130)을 형성한다(S210). 여기서, 시드층(130)은 무전해 도금법을 사용하여 형성될 수 있는데, 무전해 도금법이란 화학 도금 또는 자기 촉매 도금이라고도 하며, 외부로부터 전기 에너지를 공급받지 않고 금속염 수용액 중의 금속 이온을 환원제의 힘에 의해 자기 촉매적으로 환원시켜 처리 대상의 표면 위에 금속을 석출시키는 방법을 말한다. 상술한 무전해 도금법은 일반적으로 전해 도금을 원활하게 진행하기 위해 전해 도금을 진행하기 위한 전처리 공정으로 수행되며, 플라스틱이나 유기체 등과 같은 다양한 기판에 대해서 적용할 수 있는 장점이 있다.
다음으로, 도 7에서와 같이, 시드층(130) 상에 회로 패턴 형성 영역(A)이 오픈된 필름층(150)을 도포한다(S220). 여기서, 필름층(150)은 포토 레지스트(Photo Resist), 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist) 또는 드라이 필름(Dry Film) 등과 같은 다양한 감광성 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 국한되지 않고 다양한 물질로 대체할 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 시드층(130) 상에 회로 패턴 형성 영역(A)이 오픈된 필름층(150)을 도포하는 단계는 시드층(130) 상에 필름층(150)을 도포하고, 회로 패턴 형성 영역(A)이 오픈되도록 필름층(150)을 선택적으로 노광, 현상 및 박리하는 과정을 거쳐서 구현될 수 있다.
그 다음, 도 8에서와 같이, 회로 패턴 형성 영역(A)에 금속층(140)을 형성한다(S230). 여기서, 금속층(140)은 전해 도금법을 사용하여 형성될 수 있는데, 전해 도금법이란 전기 분해의 원리를 이용하여 금속의 표면에 다른 금속의 얇은 막을 입히는 방법을 말한다.
그런 후, 도 9에서와 같이, 필름층(150)을 제거(S240)하고, 도 10에서와 같이, 절연재(110)의 표면에 드러난 시드층(130)을 제거(S250)하여 회로 패턴을 형성한다. 이때, 시드층(130)을 제거하는 방식으로는 플래시(flash) 에칭 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 인쇄회로기판(100)의 제조방법은 절연재에 밀착되는 시드 패턴을 형성한 후, 회로 패턴(시드층+금속층)을 형성함으로써 접착력이 강한 미세 회로를 구현할 수 있다. 이때, 금속 박막으로 이루어지는 시드 패턴은 일반적인 공정에서 사용하던 무전해 도금층이나 금속 필름에 비해 회로의 접착력을 강화시킬 수 있기 때문에 접착력이 강한 미세 회로를 구현할 수 있는 것이다.
이로 인해, 절연재의 재료나 공정 조건에 의존하지 않고 안정적으로 회로의 접착력을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상술한 제조방법 외에 시드 패턴을 형성한 후, 시드 패턴 상에 금속 페이스트를 인쇄하는 방식으로 회로 패턴을 형성할 수 있으며, 시드 패턴 상에 무전해 도금법만으로 회로 패턴을 형성하는 것도 가능하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시 예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100. 인쇄회로기판
110. 절연재 120. 시드 패턴
130. 시드층 140. 금속층
150. 필름층

Claims (12)

  1. 절연재의 표면에 밀착 가능한 시드 패턴을 형성하는 단계;
    상기 시드 패턴이 형성된 상기 절연재의 표면에 상기 시드 패턴을 둘러싸도록 시드층을 형성하는 단계;
    상기 시드층 상에 회로 패턴 형성 영역이 오픈된 필름층을 도포하는 단계;
    상기 회로 패턴 형성 영역에 금속층을 형성하는 단계;
    상기 필름층 및 상기 절연재의 표면에 드러난 시드층을 순차적으로 제거하여 회로 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 금속층의 폭은 상기 시드 패턴의 폭보다 큰 인쇄회로기판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시드 패턴은,
    금속 박막으로 이루어진 인쇄회로기판의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시드 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 절연재의 표면에 상기 금속 박막을 도포하는 단계;
    상기 금속 박막을 에칭하여 상기 시드 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 절연재의 표면에 상기 금속 박막을 도포하는 단계는,
    스퍼터(sputter) 방식, 부착 방식 및 도금 방식 중 어느 하나의 방식을 통해 상기 절연재의 표면에 상기 금속 박막을 도포하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시드층을 형성하는 단계는,
    무전해 도금법으로 수행되는 인쇄회로기판의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층을 형성하는 단계는,
    전해 도금법으로 수행되는 인쇄회로기판의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 시드층 상에 회로 패턴 형성 영역이 오픈된 필름층을 도포하는 단계는,
    상기 시드층 상에 상기 필름층을 도포하는 단계;
    상기 회로 패턴 형성 영역이 오픈되도록 상기 필름층을 선택적으로 노광, 현상 및 박리하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  8. 절연재;
    상기 절연재의 표면에 밀착 가능하게 형성된 시드 패턴;
    상기 시드 패턴을 둘러싸도록 형성된 시드층;
    상기 시드층 상에 형성된 금속층;
    을 포함하고,
    상기 금속층의 폭은 상기 시드 패턴의 폭보다 큰 인쇄회로기판.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 시드 패턴은,
    금속 박막으로 이루어진 인쇄회로기판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 시드 패턴은,
    스퍼터(sputter) 방식, 부착 방식 및 도금 방식 중 어느 하나의 방식을 통해 형성되는 인쇄회로기판.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 시드층은,
    무전해 도금법으로 형성되는 인쇄회로기판.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속층은,
    전해 도금법으로 형성되는 인쇄회로기판.
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