KR20060034613A

KR20060034613A - 프린트 기판 제조 방법 및 프린트 기판

Info

Publication number: KR20060034613A
Application number: KR1020050007606A
Authority: KR
Inventors: 나카가와다카시
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-04-24
Also published as: US20060081476A1; JP4599132B2; JP2006120667A; US7458149B2; KR100674458B1; US20090065239A1

Abstract

본 발명은 기판상에 고밀도로 배선 패턴을 형성할 수 있고, 신뢰성이 높은 프린트 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

기판(10)에 도금 급전층으로서 이용하는 도체층(12)을 형성하는 공정과, 상기 도체층(12)의 표면에 소정의 배선 패턴을 형성하는 제1 마스크 패턴을 형성하고, 상기 도체층(12)을 도금 급전층으로 하는 전해 도금을 행하여 상기 도체층상에 도체부(16a)를 형성한 후, 상기 제1 마스크 패턴을 제거하는 공정과, 상기 도체층상에 도체부가 형성된 기판상에, 상기 도체부(16)의 소요 부위를 노출시킨 제2 마스크 패턴(32)을 형성하고, 상기 도체층(12)을 도금 급전층으로 하는 전해 도금에 의해 상기 도체부(12)의 노출부에 보호 도금을 행한 후, 상기 제2 마스크 패턴(32)을 제거하는 공정을 포함한다.

Description

프린트 기판 제조 방법 및 프린트 기판{PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명에 관한 프린트 기판의 제조 방법을 도시한 설명도.

도 2는 기판상에 구리 도금층을 형성한 상태를 도시한 설명도.

도 3은 기판에 드라이 필름을 피착하고, 노광 및 현상한 상태를 도시한 설명도.

도 4는 도체층을 에칭한 상태를 도시한 설명도.

도 5는 보호 도금을 행한 상태를 도시한 설명도.

도 6은 드라이 필름을 제거한 상태를 도시한 설명도.

도 7은 도체층을 에칭한 상태를 도시한 설명도.

도 8은 보호막을 설치한 상태를 도시한 설명도.

도 9는 배선 패턴에 설치한 보호 도금의 구성을 도시한 단면도.

도 10은 세미에디티브법에 의한 배선 패턴의 형성 방법을 도시한 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기판

12 : 도체층

16, 16a, 16b : 구리 도금층

30, 32 : 드라이 필름

30a, 30b : 오목홈

34a, 34b : 보호 도금

35 : 니켈 도금층

36 : 금 도금층

40, 42 : 배선 패턴

50 : 프린트 기판

본 발명은 프린트 기판의 제조 방법 및 프린트 기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프린트 기판에 형성되는 배선 패턴의 표면 처리로서 금 도금 등의 보호 도금이 행해지는 프린트 기판의 제조 방법 및 프린트 기판에 관한 것이다.

프린트 기판에 있어서, 배선 패턴을 형성하는 방법으로는 서브트랙티브법(subtractive process)이 자주 이용되어 왔다. 그러나, 프린트 기판에 있어서도 배선 패턴이 미세화되는 경향이 있기 때문에, 보다 미세하게 배선 패턴을 형성할 수 있는 세미에디티브법(semi additive process)을 이용하여 프린트 기판이 제조되게 되었다(특허문헌 1, 2 참조).

도 10은 세미에디티브법에 의해 배선 패턴을 형성하는 방법을 도시한다. 세미에디티브법에서는, 기판(10)의 표면 전면에 무전해 구리 도금 등으로 얇은 도체 층(12)을 형성하고(도 10a), 이 도체층(12)의 표면에 포토리소그래피법에 의해 배선 패턴이 되는 부위만을 노출시키도록 레지스트(14)를 패터닝한다(도 10b). 계속해서, 도체층(12)을 도금 급전층으로 하는 전해 구리 도금을 행하여 배선 패턴의 도체부가 되는 구리 도금층(16)을 형성하고, 계속해서 전해 도금에 의해 구리 도금층(16)의 표면에 니켈 도금층(18)과 금도금층(20)을 형성한다(도 10c). 다음에, 레지스트(14)를 제거하고(도 10d), 기판(10)상에서 도체층(12)이 노출되어 있는 부위를 화학적으로 에칭하여 제거함으로써, 배선 패턴(22)을 형성한다(도 10e).

[특허문헌 1]

일본 특허 공개 제2003-188496호 공보

[특허문헌 2]

일본 특허 공개 제2002-26172호 공보

세미에디티브법은 매우 얇게 형성된 도체층 상에 형성해야 할 배선 패턴에 따라 레지스트를 패터닝하고, 전해 도금에 의해 배선 패턴이 되는 도체부를 형성하는 방법으로 인해, 소정의 두께로 형성한 도체층을 에칭하여 배선 패턴을 형성하는 서브트랙트법에 비하여 배선 패턴을 미세하게 형성할 수 있다. 그러나, 세미에디티브법에 의해 배선 패턴(22)을 형성한 경우에는 도 10e에 도시한 바와 같이, 배선 패턴(22)의 측면에 구리 도금층(16)이 노출되기 때문에, 전해 도금에 의해 형성한 배선 패턴(22)을 그대로 노출시킬 수 없고, 솔더 레지스트 등의 보호막에 의해 배선 패턴(22)의 측면을 피복하도록 해야만 한다.

본 발명은 전해 도금용 버스바를 형성하거나 하지 않고, 고밀도로 배선 패턴을 형성할 수 있으며, 기판상에 노출시키는 배선 패턴에 대해서는 배선 패턴의 측면을 포함해서 금 도금 등의 보호 도금에 의해 피복되고, 신뢰성이 높은 프린트 기판으로서 제공할 수 있는 프린트 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이하의 구성을 갖춘다.

즉, 프린트 기판의 제조 방법에 있어서,

기판에 도금 급전층으로 이용하는 도체층을 형성하는 공정과, 상기 도체층의 표면에 소정의 배선 패턴을 형성하는 제1 마스크 패턴을 형성하고, 상기 도체층을 도금 급전층으로 하는 전해 도금을 행하여 상기 도체층 상에 도체부를 형성한 후, 상기 제1 마스크 패턴을 제거하는 공정과, 상기 도체층 상에 도체부가 형성된 기판상에 상기 도체부의 소요 부위를 노출시킨 제2 마스크 패턴을 형성하고, 상기 도체층을 도금 급전층으로 하는 전해 도금에 의해 상기 도체부의 노출부에 보호 도금을 행한 후, 상기 제2 마스크 패턴을 제거하는 공정과, 상기 기판상에 노출되는 상기 도체층 부위를 제거함으로써 기판상에 배선 패턴을 형성하고, 상기 보호 도금이 행해진 부위를 제외하고 기판상에 형성된 배선 패턴을 보호막에 의해 피복하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 제1, 제2 마스크 패턴을 형성하는 방법으로는, 드라이 필름을 사용하는 방법, 감광성 레지스트를 사용하는 방법 등, 여러 가지 방법을 이용할 수 있다. 또한, 보호 도금으로는, 전해 니켈 도금, 전해 금 도금 등의 소요의 도금을 행할 수 있다.

또한, 상기 도체부의 소요 부위를 노출시키도록 제2 마스크 패턴을 형성할 때에 상기 도체부의 상면 및 측면을 노출시키도록 제2 마스크 패턴을 형성하고, 계속해서 상기 기판상에 노출되는 도체층 부위를 제거한 후, 상기 도체층을 도금 급전층으로 하는 전해 도금에 의해 상기 도체부와 상기 도체부의 하지(下地)가 되는 도체층의 외면에 보호 도금을 행하는 것을 특징으로 한다. 도체부의 상면과 측면을 노출시킨 상태로 도체층의 노출 부분을 제거한 후, 보호 도금을 행함으로써, 도체부와 도체층의 측면을 포함한 외면에 보호 도금을 피착(被着)할 수 있다.

또한, 상기 기판상에 노출되는 도체층 부위를 제거할 때에, 화학적 에칭을 이용하여 상기 도체층이 노출되는 부위를 선택적으로 에칭함으로써, 용이하게 도체층의 노출 부분을 제거할 수 있다.

또한, 상기 도체층을 도금 급전층으로 하는 전해 도금으로서, 전해 구리 도금을 행함으로써, 도체부로서 구리 도금층을 형성하는 것이 유효하다.

또한, 기판의 표면에 형성되는 배선 패턴의 노출면에 표면 처리로서 보호 도금이 행해진 프린트 기판에 있어서, 상기 배선 패턴의 일부가 배선 패턴을 구성하는 도체부의 상면 및 측면을 기판상에 노출시켜 형성되고, 상기 도체부의 노출 부분의 상면 및 측면을 포함하는 전면이 보호 도금에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배선 패턴의 도체부가 구리로 이루어지고, 상기 보호 도금이 내층에 설치된 니켈 도금과 외층에 설치된 금 도금의 2층 구조로 이루어지는 것을 특 징으로 한다.

도 1 내지 도 9는 본 발명에 관한 프린트 기판의 제조 방법을 도시하는 설명도이다. 이하, 제조 공정순으로 설명한다.

도 1은 기판(10)의 표면에 도체층(12)을 형성하고, 도체층(12)의 표면에 감광성 드라이 필름(30)을 적층하여, 이 드라이 필름(30)을 노광 및 현상한 상태를 도시한다.

또, 도체층(12)은 전해 도금에 의해 배선 패턴을 형성할 때의 도금 급전층이 되는 것으로, 무전해 구리 도금 혹은 스퍼터링에 의해 형성할 수 있다. 이 도체층(12)은 후속 공정으로 불필요 부분을 화학적으로 에칭하여 제거하기 때문에, 에칭에 의해 용이하게 제거할 수 있도록 통전이 가능한 조건으로 충분히 얇게(1 ㎛ 정도 이하) 형성한다.

드라이 필름(30)에 대해서는, 기판(10)상에 형성하는 배선 패턴에 따라 노광 및 현상하고, 배선 패턴을 형성하는 부위에 대해서는 저면에 상기 도체층(12)이 노출되는 오목홈(30a, 30b)을 형성한다. 도 1은 제1 마스크 패턴으로 드라이 필름(30)을 패터닝한 것을 설명적으로 도시한 것으로, 30a는 배선 패턴 중의 둘러싸는 선 부분, 30b는 기판(10)상에 형성하는 배선 패턴에 의해 독립된 섬 모양으로 형성되는 부분에 대응하여 형성된 오목홈이다.

다음에, 도체층(12)을 도금 급전층으로 하는 전해 구리 도금을 행하고, 오목홈(30a, 30b) 내에 구리 도금층(16a, 16b)을 쌓아올려 형성한다. 도 2는 오목홈(30a, 30b)에 구리 도금층(16a, 16b)을 형성한 후, 드라이 필름(30)을 박리하여 제 거한 상태를 도시한다. 드라이 필름(30)을 제거함으로써, 도체층(12)의 표면상에 두께가 두껍게 형성된 구리 도금층(16a, 16b)이 소정 패턴으로 형성된다.

종래의 세미에디티브법에서는, 구리 도금층을 형성한 후에 금 도금 등의 보호 도금을 행하지만, 본 실시예에서는 구리 도금층(16a, 16b)만을 형성한다.

다음에, 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(10)의 구리 도금층(16a, 16b)이 형성된 면에 새롭게 별도의 드라이 필름(32)을 적층하고, 드라이 필름(32)을 노광 및 현상한다. 도 3은 제2 마스크 패턴으로 드라이 필름(32)을 패터닝한 상태를 도시한다. 32a는 드라이 필름(32)으로 둘러싸는 선 부분의 구리 도금층(16a)을 부분적으로 노출시키도록 에칭하여 하지의 도체층(12)을 노출시킨 영역이고, 32b는 구리 도금층(16b)의 표면을 노출시킨 영역이다. 드라이 필름(32)에 대해서도, 임의로 노광 및 현상하여 소정 패턴으로 기판(10)의 표면을 피복할 수 있다.

계속해서, 기판(10)에 화학적 에칭을 행하여 도 3에 도시된 상태로 기판(10)상에 노출되어 있는 도체층(12)의 부위를 제거한다. 도 4가 기판(10)상에서 노출되는 도체층(12)이 제거된 상태를 나타낸다.

화학적 에칭에 의한 경우는 도체층(12)을 에칭할 때, 기판(10)상에 노출되어 있는 구리 도금층(16a, 16b) 부분도 화학적으로 침범될 가능성은 있지만, 구리 도금층(16a, 16b)에 비하여 도체층(12)의 두께는 훨씬 얇기 때문에, 도체층(12)을 에칭하여 제거할 때에 구리 도금층(16a, 16b)은 거의 영향을 받는 일이 없다. 이 에칭 조작에 의해 구리 도금층(16b)을 제외하고 드라이 필름(32)에 의해 피복되어 있는 영역의 도체층(12)과, 영역(32a)에서는 구리 도금층(16a)이 형성되어 있는 하지 부분의 도체층(12)이 기판(10)상에 남는다.

다음에, 도체층(12)을 도금 급전층으로서 구리 도금층(16a, 16b)의 보호 도금으로 전해 니켈 도금과 전해 금 도금을 행한다. 도 5가 전해 니켈 도금과 전해 금 도금을 행한 상태로 구리 도금층(16a, 16b)의 표면에 보호 도금(34a, 34b)이 피착된 상태를 나타낸다.

이 보호 도금(34a, 34b)을 행하는 공정에서는, 구리 도금층(16a, 16b)에서 드라이 필름(32)에 의해 피복되어 있지 않고, 외부로 노출되어 있는 부위에 보호 도금(34a, 34b)이 피착된다. 구리 도금층(16a, 16b)을 형성한 부위에 대해서는 도체층(12)이 하지층으로서 남아 있기 때문에, 전해 도금에 의해 구리 도금층(16a, 16b)의 노출 부분에 보호 도금(34a, 34b)을 행할 수 있다.

도 9에, 구리 도금층(16a)에 보호 도금(34a)을 행한 상태를 구리 도금층(16a)의 단면 방향에서 본 상태로 도시한다. 전해 니켈 도금과 전해 금 도금을 이 순서로 행함으로써, 내층의 니켈 도금층(35)과 외층의 금 도금층(36)으로 이루어지는 2층 구조의 보호 도금(34a)이 구리 도금층(16a) 및 도체층(12)의 측면 및 상면을 포위하도록 설치되어 있다.

구리 도금층(16a)의 선단면도 니켈 도금층(35)과 금 도금층(36)에 의해 피복되고, 도 4에 도시된 구리 도금층(16a)에서 외부로 노출되어 있는 부위는 보호 도금(34a)에 의해 완전히 피복된 상태가 된다.

다음에, 기판(10)에 피착되어 있는 드라이 필름(32)을 박리하여 제거한다(도 6). 드라이 필름(32)을 제거함으로써, 기판(10)상에 도체층(12)이 노출된다. 섬 모양으로 형성된 구리 도금층(16b)에서는, 도체층(12) 상에 구리 도금층(16b)이 형성되고, 구리 도금층(16b)의 상면상에 보호 도금(34b)이 피착된다.

다음에, 기판(10)상에 노출되는 도체층(12)을 화학적으로 에칭하여 제거한다(도 7). 도체층(12)은 구리 도금층(16a, 16b)에 비해서는 훨씬 얇기 때문에, 도체층(12)을 에칭하여 제거하는 조작에 의해, 구리 도금층(16a, 16b) 및 보호 도금(34a, 34b)에는 영향을 주지 않고, 기판(10)상에서 노출되는 부위의 도체층(12)이 선택적으로 제거된다.

이렇게 해서, 기판(10)상에 독립된 패턴으로 배선 패턴(40, 42)이 형성된다. 배선 패턴(40)은 둘러싸는 선으로서 형성된 것, 배선 패턴(42)은 독립된 섬 모양으로 형성된 것이다.

도 8은 기판(10)상에 형성된 배선 패턴(40, 42)을 보호막으로서의 솔더 레지스트(38)로 피복하여 최종적으로 프린트 기판(50)을 제조한 상태를 도시한다. 감광성 솔더 레지스트(38)를 사용하여 솔더 레지스트(38)를 소정 패턴으로 노광 및 현상함으로써, 소정 영역을 노출시키도록 하여 기판(10)의 표면을 솔더 레지스트(38)로 피복할 수 있다.

도시예에서는, 솔더 레지스트(38)는 배선 패턴(40) 단부의 보호 도금(34a)이 피착된 부위와, 배선 패턴(42)의 보호 도금(34b)이 피착된 영역 내를 노출시켜, 다른 배선 패턴(40, 42) 부위를 피복하도록 설치하고 있다. 이것에 의해, 프린트 기판(50)에서 외부로 노출되는 부위는 보호 도금(34a, 34b)이 피착된 부위만이 된다.

도 8에 도시하는 프린트 기판(50)에서는, 기판(10)상에서 솔더 레지스트(38) 에 의해 피복되어 있지 않은 영역에 배치되는 배선 패턴(40)은 배선 패턴(40)의 도체부가 되는 구리 도금층(16a)과 구리 도금층(16a)의 하지층인 도체층(12)의 측면을 포함하는 외면 전체가 보호 도금(34a)에 의해 완전히 피복되어 있기 때문에 배선 패턴(40)의 노출부가 부식되거나 하지 않고, 신뢰성이 높은 프린트 기판으로서 제공하는 것이 가능해진다. 본 실시예의 구성은 예를 들면 프린트 배선 기판으로 접속 전극을 기판상에서 노출시키는 타입의 제품에 유효하게 이용할 수 있다.

또한, 본 실시예의 프린트 기판의 제조 방법은 세미에디티브법과 마찬가지로, 기판(10)상에 얇게 도체층(12)을 형성하여 배선 패턴(40, 42)을 형성하는 방법에 의하고 있기 때문에, 서브트랙트법에 비하여 배선 패턴(40, 42)을 미세하게 형성하는 것이 가능해진다.

또한, 세미에디티브법으로 독립된 섬 모양으로 배선 패턴을 형성하는 경우에도, 전해 도금용 버스바를 배치할 필요가 없고, 이 점에 있어서도 배선 패턴의 고밀도 배치가 가능해진다.

본 발명에 관한 프린트 기판의 제조 방법에 따르면, 제1 마스크 패턴과 제2 마스크 패턴을 이용하여 전해 도금에 의해 배선 패턴의 도체부를 형성하고, 또한 보호 도금을 행함으로써, 기판상에 형성되는 배선 패턴의 도체부가 외부로 노출되는 것을 방지하며, 배선 패턴의 도체부가 부식되거나 하는 것을 방지하여 신뢰성이 높은 프린트 기판을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 프린트 기판에 따르면, 기판상에서 노출되는 배선 패턴의 외면이 보호 도금에 의해 피복됨으로써, 배 선 패턴의 부식을 방지하여 신뢰성이 높은 제품으로서 제공된다.

Claims

기판에 도금 급전층으로 이용하는 도체층을 형성하는 공정과;

상기 도체층의 표면에 소정의 배선 패턴을 형성하는 제1 마스크 패턴을 형성하고, 상기 도체층을 도금 급전층으로 하는 전해 도금을 행하여 상기 도체층 상에 도체부를 형성한 후, 상기 제1 마스크 패턴을 제거하는 공정과;

상기 도체층 상에 도체부가 형성된 기판상에 상기 도체부의 소요 부위를 노출시킨 제2 마스크 패턴을 형성하고, 상기 도체층을 도금 급전층으로 하는 전해 도금에 의해 상기 도체부의 노출부에 보호 도금을 행한 후, 상기 제2 마스크 패턴을 제거하는 공정과;

상기 기판상에 노출되는 상기 도체층 부위를 제거함으로써 기판상에 배선 패턴을 형성하고, 상기 보호 도금이 행해진 부위를 제외하고 기판상에 형성된 배선 패턴을 보호막에 의해 피복하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 도체부의 소요 부위를 노출시키도록 제2 마스크 패턴을 형성할 때, 상기 도체부의 상면 및 측면을 노출시키도록 제2 마스크 패턴을 형성하고, 계속해서 상기 기판상에 노출되는 도체층 부위를 제거한 후, 상기 도체층을 도금 급전층으로 하는 전해 도금에 의해 상기 도체부와 상기 도체부의 하지(下地)가 되는 도체층의 외면에 보호 도금을 행하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판상에 노출되는 도전층 부위를 제거할 때, 화학적 에칭을 이용하여 상기 도체층이 노출되는 부위를 선택적으로 에칭하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 도체층을 도금 급전층으로 하는 전해 도금으로서 전해 구리 도금을 행함으로써, 도체부로서 구리 도금층을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 제조 방법.
기판의 표면에 형성되는 배선 패턴의 노출면에 표면 처리로서 보호 도금이 행해진 프린트 기판에 있어서,

상기 배선 패턴의 일부는 배선 패턴을 구성하는 도체부의 상면 및 측면을 기판상에 노출시켜 형성되고, 상기 도체부의 노출 부분의 상면 및 측면을 포함하는 전면이 보호 도금에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 기판.
제5항에 있어서, 상기 배선 패턴의 도체부는 구리로 이루어지고, 상기 보호 도금은 내층에 설치된 니켈 도금과 외층에 설치된 금 도금의 2층 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 기판.