KR102092816B1 - 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법은 동박으로 형성된 회로를 포함하는 복수의 기판들을 적층하는 단계와, 상기 복수의 기판 외층에 동박을 포함하는 외층 형성용 기판을 적층하는 단계와, 상기 외층 형성용 기판의 표면에 드라이필름을 밀착시키는 단계와, 상기 드라이필름을 현상 및 경화하여 캐비티 형성 부위를 개방시키는 단계와, 상기 캐비티 형성 부위를 샌드블래스팅 가공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의해, 캐비티의 치수 설계 시 실제 요구되는 캐비티 치수와 동일하게 설정이 가능하며, 캐비티 형성 시 접착제 성분이 스며나오는 것을 방지할 수 있다.
또한, 캐비티 가공이 용이하면서도 대량 생산에 유리하여 제조 비용을 현저히 절감할 수 있으며, 프리프레그의 침강 및 부품 접속 불량을 방지할 수 있다.

Description

인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법{METHOD FOR FORMING CAVITY IN PCB}

본 발명은 인쇄회로기판에서 캐비티를 형성하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐비티 형성 시 프리프레그의 접착제 성분이 스며나오지 않으면서도, 캐비티의 치수 설계 시 실제 요구되는 캐비티 치수와 동일하게 설정이 가능하고, 가공이 용이하면서도 대량 생산에 유리하도록 구성되는 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법에 관한 발명이다.

최근 전자제품 관련 기술의 경우, 다기능화 및 고속화 추세로 진행되고 있으며, 이러한 추세에 대응하기 위해 반도체칩 제조 기술 역시 빠른 속도로 발전하고 있다.

특히 완성된 전자제품의 경박단소(輕薄短小)화를 위해 적용되는 인쇄회로기판(PCB)의 두께 역시 감소되고 있으며, 동일한 두께의 인쇄회로기판 내에 보다 많은 회로층들을 구성한 다층인쇄회로기판에 관련된 기술들이 활발하게 연구 진행되고 있다.

통상적으로 다층인쇄회로기판은, 에폭시 수지를 유리섬유에 함침시켜 형성되는 프리프레그(Prepreg;절연체)와 그의 표면에 형성되는 동박(cu;구리) 회로를 포함하는 인쇄회로기판을, 복수 매 적층한 상태에서 가열 압착함으로써 형성할 수 있다.

다층인쇄회로기판의 특정 영역에는 메모리 칩과 같은 별도의 부품이 접속되는 경우가 있으며, 이러한 경우 전체 회로기판의 두께 감소를 위해, 상기 영역에 캐비티(오목부)를 형성하여 상기 캐비티 내부에 실장 부품을 배치하게 된다.

도 1 은 종래 다층인쇄회로기판(100)에서 상기 캐비티(120)를 형성한 상태의 측단면도이다.

종래 상기 캐비티는 최외층기판(130)을 형성한 이후, 레이저 드릴 방식을 이용하여 형성되는데, 외층 기판의 적층 과정에서 작용되는 압력에 의해 인접하는 프리프레그로(110)부터 접착제 성분이 스며나오는 문제가 있다.

이러한 현상을 최대한 방지하기 위해, 접착제 유동이 최소화되도록 제조되는 Non-flow 프리프레그를 이용하지만, 비록 논-플로우 프리프레그를 이용하더라도 상기 캐비티 형성 과정에서 프리프레그에 포함되는 접착제 성분을 포함한 액체 성분이 미세하게 녹아 스며나오게 되며, 이러한 현상을 감안하여 상기 캐비티(120)의 설계 폭을 실제 필요로 하는 폭에 비해 다소 큰 폭으로 설정하게 된다.

그리하여, 상기 캐비티(120) 공간에서 프리프레그(110)와의 경계 부분(캐비티 공간의 모서리 부분)으로 접착제 성분이 다소 흘러나오더라도, 이외의 공간이 부품 실장을 위해 요구되는 실제 캐비티 공간 크기가 될 수 있도록 하고 있는 실정이다.

이러한 점은 결국 캐비티(120)의 설계 치수 및 이에 따른 가공 치수를 크게 하는 요인이 되고, 실제 필요로 하는 캐비티 공간 형성을 위한 작업 이외의 작업이 추가적으로 요구되는 결과가 되어 작업 수율을 저하시키는 원인이 된다.

또한, 상기 캐비티(120) 공간에 인접하는 프리프레그(110, 130)로부터 액체 성분이 캐비티(120) 공간으로 스며나옴에 따라, 인접하는 프리프레그(110, 130)의 침강에 의한 기판의 굴곡을 일으키게 된다.

그리하여, 침강된 프리프레그 상부에 위치하는 최외층 기판(130)의 회로부는 이에 접속되는 전자 부품과의 접속에 있어 불량율이 높아지는 문제가 있다.

본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 캐비티 형성 시 접착제 성분이 스며나오지 않도록 구성되는 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 캐비티의 치수 설계 시 실제 요구되는 캐비티 치수와 동일하게 설정이 가능하며, 프리프레그의 침강을 일으키지 않도록 구성되는 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 가공이 용이하면서도 대량 생산에 유리하도록 구성되는 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법은 동박으로 형성된 회로를 포함하는 복수의 기판들을 적층하는 단계와, 상기 복수의 기판 외층에 동박을 포함하는 외층 형성용 기판을 적층하는 단계와, 상기 외층 형성용 기판의 표면에 드라이필름을 밀착시키는 단계와, 상기 드라이필름을 노광 및 현상하여 캐비티 형성 부위를 개방시키는 단계와, 상기 캐비티 형성 부위를 샌드블래스팅 가공하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 캐비티 형성 부위를 에칭하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법은 동박으로 형성된 회로를 포함하는 복수의 기판들을 적층하는 단계와, 캐비티 형성 부위에 포토솔더레지스트를 도포하는 단계와, 상기 포토솔더레지스트 표면을 1차도금하는 단계와, 1차도금층 외부에 드라이필름을 밀착시키는 단계와, 상기 1차도금층 표면을 2차도금하는 단계와, 상기 드라이필름을 제거하는 단계와, 상기 1차도금층 제거를 위한 퀵(Quick)에칭 단계와, 기판들을 적층시키고 외층회로를 형성하는 단계와, 외층 형성용 기판의 표면에 드라이필름을 밀착시키는 단계와, 상기 드라이필름을 노광 및 현상하여 캐비티 형성 부위를 개방시키는 단계와, 상기 캐비티 형성 부위를 샌드블래스팅 가공하는 단계와, 도금층을 에칭하여 제거하는 단계와, 포토솔더레지스트를 제거하여 회로를 노출시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 1차도금은 화학도금 방식으로 이루어진다.

또한, 상기 2차도금은 전기도금 방식으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 포토솔더레지스트를 제거하여 회로를 노출시키는 단계는 레이저 가공 방식으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의해, 캐비티의 치수 설계 시 실제 요구되는 캐비티 치수와 동일하게 설정이 가능하며, 캐비티 형성 시 캐비티 공간 내로 프리프레그의 접착제 성분이 스며나오는 것을 방지할 수 있다.

또한, 캐비티 가공이 용이하면서도 대량 생산에 유리하여 제조 비용을 현저히 절감할 수 있다.

또한, 프리프레그의 침강에 따른 부품 접속 불량을 방지할 수 있다.

첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 종래 캐비티 형성 방법에 의해 형성된 회로기판의 측단면도이며,
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 캐비티 형성 방법의 절차 흐름도이며,
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 캐비티 형성 방법의 절차 흐름도이며,
도 4 는 상기 제 1 실시예에 따라 형성되는 회로기판의 측단면도이며,
도 5 와 6 은 상기 제 2 실시예에 따라 형성되는 회로기판의 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 캐비티 형성 방법의 절차 흐름도이며, 도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 캐비티 형성 방법의 절차 흐름도이며, 도 4 는 상기 제 1 실시예에 따라 형성되는 회로기판의 측단면도이며, 도 5 와 6 은 상기 제 2 실시예에 따라 형성되는 회로기판의 측단면도이다.

도 2 와 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법은 동박으로 형성된 회로를 포함하는 복수의 기판들(10, 20, 30, 40, 50, 60)을 적층하는 단계(단계 210)와, 상기 복수의 기판들(10, 20, 30, 40, 50, 60) 외층에 동박을 포함하는 외층 형성용 기판(70)을 적층하는 단계(단계 220)와, 상기 외층 형성용 기판(70)의 표면에 드라이필름(84)을 밀착시키는 단계(단계230)와, 상기 드라이필름(84)을 노광 및 현상하여 캐비티(90) 형성 부위를 개방시키는 단계(단계 240)와, 상기 캐비티(90) 형성 부위를 샌드블래스팅 가공하는 단계(단계250)를 포함한다.

상기 복수의 기판들(10, 20, 30, 40, 50, 60)은 프리프레그 표면에 동박을 배치한 상태에서, 상기 동박의 표면에 드라이필름을 밀착시키고, 노광, 현상 및 동박 에칭 과정을 거침으로써 형성되는 회로를 포함하는 개별 기판들을 복수 개 적층하여 열과 압력을 가함으로써 형성된다.

상기 복수의 기판들 외부에 배치되는 외층 형성용 기판(70) 역시 프리프레그의 표면에 동박(72)이 배치되어 형성된다.

상기 프리프레그는 유리섬유와 같은 보강기재에 고분자 수지를 함침시켜 형성되며, 상기 보강기재로서는 유리 섬유 직물, 유리 섬유 부직포, 탄소 섬유 직물, 또는 유기고분자 섬유 직물 등이 이용된다.

또한, 상기 프리프레그를 형성하기 위한 고분자 수지에는 유전율, 열팽창율 및 경화에 소요되는 시간을 조절하기 위한 경화제 등의 첨가제가 혼합된다.

상기와 같은 특성 조절을 위해 고분자 수지에 혼합되는 첨가제로서는 실리카, 수산화 알미늄, 탄산칼슘과 같은 무기필러 및 경화 에폭시, 가교 아크릴 등의 유기 필러 등이 있다.

동박에 의해 각 기판들 상에 형성되는 회로 패턴(12, 72)들은 대략 15 내지 20 ㎛ 두께로 형성될 수 있다.

설명의 편의를 위해, 도면에는 총 7 개 층의 회로 패턴들이 적층되는 다층인쇄회로기판이 도시되었으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같이 복수의 기판들로 구성되는 내층 기판들(20 내지 60)에 상기 외층 형성용 기판(10, 70)이 적재된 상태에서, 상부 외층 기판(70)과 하부 외층 기판(10)의 표면에 드라이필름(82, 84)을 밀착시킨다.

상기 드라이필름(82, 84)은 상부에 위치하는 외층 기판(70)의 표면에만 배치될 수도 있다.

또한, 상기 드라이필름(84)에 대한 노광 및 현상 단계를 거쳐, 캐비티를 형성할 부분의 드라이필름을 제거한다.

이후, 상기와 같이 드라이필름이 제거된 부분을 샌드블래스팅(Sand Blasting) 가공함으로써, 캐비티 공간을 형성한다.

상기 샌드블래스팅 가공은 가는 모래 등을 고압의 공기와 더불어 노즐로부터 분사하여 공작물의 표면에 충돌시켜 가공하는 방법이다.

상기 샌드블래스팅 가공 중 최외부에 배치되는 드라이필름(82, 84)은 최외층 기판(10, 70)들을 보호하는 보호막으로서의 역할을 제공함과 동시에, 샌드블래스팅 가공 중 분사되는 모래를 캐비티 형성 부분으로 안내하는 유도관으로서의 역할을 하게 된다.

상기 샌드블래스팅 가공 이후, 캐비티(90) 공간의 바닥 부분에 존재할 수 있는 동박(62)을 에칭을 통해 제거할 수도 있다.

한편, 도 3 과 5 및 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 캐비티 형성 방법의 절차 흐름도 및 회로기판의 측단면도이다.

도 3 과 5 및 6 을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법은 동박으로 형성된 회로를 포함하는 복수의 기판들(10, 20, 30, 40, 50)을 적층하는 단계(단계 10)와, 캐비티 형성 부위에 포토솔더레지스트(64)를 도포하는 단계(단계320)와, 상기 포토솔더레지스트(64) 표면을 1차도금하는 단계(단계330)와, 1차도금층(74) 외부에 드라이필름(84)을 밀착시키는 단계(단계 340)와, 상기 1차도금층(74) 표면을 2차도금하는 단계(단계 350)와, 상기 드라이필름(82, 84)을 제거하는 단계(단계 360)와, 기판(60, 70, 80)들을 적층시키고 외층회로를 형성하는 단계(단계 370)와, 외층 형성용 기판의 표면에 드라이필름(92, 94)을 밀착시키는 단계(단계 380)와, 상기 드라이필름(94)을 노광 및 현상하여 캐비티 형성 부위(90)를 개방시키는 단계(단계390)와, 상기 캐비티(90) 형성 부위를 샌드블래스팅 가공하는 단계(단계400)와, 도금층(74, 76)을 에칭하여 제거하는 단계(단계 410)와, 포토솔더레지스트(64)를 제거하여 회로(52)를 노출시키는 단계를 포함한다.

상기 제 2 실시예는 캐비티 공간 내에 칩 접속용 회로(52)를 형성할 필요가 있는 경우의 실시예로서, 먼저 복수의 기판들(10, 20, 30, 40, 50)을 적층한 상태에서, 캐비티를 형성하고자 하는 부분의 회로 동박에 포토솔더레지스트(PSR: Photo Solder Resister)를 도포한다.(단계 320)

상기 포토솔더레지스트(64)를 도포함으로써, 캐비티 공간 내에 존재해야 하는 회로 동박(52)이 이후의 공정들에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 도포된 포토솔더레지스트(64)의 표면을 화학도금 방식으로 얇게 1차 도금하여 1차도금층(74)을 형성한다.

상기 1차도금층(74)은 이후 전기도금을 통해 보다 두꺼운 2차도금층(76)을 형성하기 위한 예비 도금층으로서의 역할을 한다.

상기 1차도금층(74) 형성 단계(단계330) 이후, 1차도금층(74) 외부에 드라이필름(84)을 밀착시킨다.

그리고, 상기와 같이 배치된 드라이필름(84)을 노광 및 현상한다.

상기 드라이필름(84)을 노광 및 현상하는 것은, 전기도금 방식에 의한 보다 두꺼운 2차도금층(76)을 형성하기 위한 것으로서, 상기 드라이필름(84)을 노광, 현상하여 2차도금층(76)을 형성할 부분을 개방시킨다.

상기와 같이, 드라이필름(84)에서 2차도금층(76)을 형성할 부분을 개방한 이후, 전기도금 방식을 이용하여 상기 1차도금층(74) 표면에 2차 도금층(76)을 형성한다.

상기 1, 2 차 도금층(74, 76)에 의해 상기 캐비티 형성 부분의 회로(52)들을 여러 공정들로부터 기계적, 화학적으로 보호할 수 있다.

상기 2차도금층(76)을 형성한 이후, 상기 드라이필름(84, 82)은 제거된다.(단계 360)

그리고, 상기 1차 도금층(74)을 제거하기 위한 Quick 에칭이 수행된다.(단계 370)

이후, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 다시 기판들(60, 70, 80)을 적층(단계 380)하여 외층 회로를 형성하고(단계390), 도 6(e)와 같이 드라이필름(92, 94)을 다시 배치시킨다.(단계 400)

그리고, 상기 드라이필름(94)을 노광 및 현상하여 캐비티 형성 부위(90)를 개방시킨다.(단계410)

그리고, 드라이필름(94)의 개방된 부분(90)을 샌드블래스팅 가공하여 캐비티 공간을 형성한다.(단계 420)

그리고, 상기 화학도금과 전기도금에 의해 형성된 도금층(74, 76)을 에칭을 통해 제거한다.(단계 430)

그리고, 상기 포토솔더레지스트(64)를 레이저 가공을 통해 천공(제거)하여 회로(52)를 노출시킨다.(단계 440)

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 캐비티 형성 방법에 의해, 캐비티 형성 시 캐비티 공간 내로 프리프레그의 접착제 성분이 스며나오는 것을 방지할 수 있어, 캐비티의 치수 설계 시 실제 요구되는 캐비티 치수와 동일하게 설정이 가능하다.

또한, 회로기판에서 캐비티의 수가 많을 경우, 레이저 가공 방식에 의해 캐비티를 형성하는 경우, 개별 캐비티들을 각각 가공해야 하므로 가공 수율이 저하되지만, 본 발명에 따른 방법에 의할 경우, 다수의 캐비티들을 한번의 샌드블래스팅 가공을 통해 형성 가능하므로, 캐비티 가공이 용이하면서도 대량 생산에 유리하여 제조 비용을 현저히 절감할 수 있다.

또한, 가공에 의해 프리프레그 침강이 발생되지 않아 부품 접속 불량율을 현저히 감소시킬 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

10 내지 70: 기판
12, 52: 회로부
64: 포토솔더레지스트
74, 76: 1차, 2차 도금층
82, 84: 드라이필름
92, 94: 드라이필름

Claims (6)

1. 동박으로 형성된 회로를 포함하는 복수의 기판들을 적층하는 단계와;
   캐비티 형성 부분의 회로 동박 위에 포토솔더레지스트를 도포하는 단계와;
   상기 포토솔더레지스트 표면을 1차도금하는 단계와;
   1차도금층 외부에 드라이필름을 밀착시키는 단계와;
   상기 드라이필름을 노광 및 현상하여 상기 캐비티 형성 부분의 1차도금층 부분을 개방시키는 단계와;
   상기 1차도금층 표면을 2차도금하는 단계와;
   상기 드라이필름을 제거하는 단계와;
   상기 캐비티 형성 부분 이외의 부분에서 1차도금층을 제거하기 위한 퀵(Quick)에칭을 수행하는 단계와;
   기판들을 적층시키고 외층회로를 형성하는 단계와;
   외층 형성용 기판의 표면에 드라이필름을 밀착시키는 단계와;
   상기 드라이필름을 노광 및 현상하여 캐비티 형성 부위를 개방시키는 단계와;
   상기 캐비티 형성 부위를 샌드블래스팅 가공하는 단계와;
   1차도금층과 2차도금층을 에칭하여 제거하는 단계와;
   상기 포토솔더레지스트를 제거하여 회로를 노출시키는 단계를 포함하며,
   상기 1차도금은 화학도금 방식으로 이루어지고
   상기 2차도금은 전기도금 방식으로 이루어지며,
   상기 포토솔더레지스트를 제거하여 회로를 노출시키는 단계는 레이저 가공 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 캐비티 형성 방법.
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