KR20060043282A

KR20060043282A - 고밀도 기판의 제조방법

Info

Publication number: KR20060043282A
Application number: KR1020050016840A
Authority: KR
Inventors: 료이치 와타나베
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-05-15
Also published as: KR100688823B1

Abstract

본 발명은 고밀도 기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 베이스 기판으로 사용하는 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름) 위에 박리가 가능한 접착층을 도포하고 접착층 위에 도금 또는 적층 또는 스퍼터링 금속박막을 형성하고 형성된 금속 박막을 시드층으로 하여 패턴 도금으로 고밀도 회로를 형성하는 고밀도 기판의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)의 일측단에 접착 수단을 부착하는 제1 단계; 상기 접착 수단 위에 시드층을 형성하고, 상기 시드층위에 회로패턴을 형성하는 제 2 단계; 상기 회로패턴 위에 절연층을 적층하고 상기 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)을 제거하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계 이후에, 시드층을 제거하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 고밀도 기판의 제조방법이 제공된다.

고밀도, 다핀화, 인쇄회로기판, 미세 패턴

Description

고밀도 기판의 제조방법{Manufacturing method of high density PCB}

도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 서브트랙티브법을 이용한 고밀도 기판의 제조방법의 흐름도이다.

도 2a 내지 도 2e는 종래 기술에 따른 세미 어디티브법에 의한 고밀도 기판 제조방법의 흐름도이다.

도 3a 내지 도 3d는 종래 기술에 따른 풀 어디티브법에 의한 고밀도 기판의 제조방법의 흐름도이다.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일실시예에 따른 접착층이 붙어있는 베이스 기판을 사용한 고밀도 기판의 제조방법의 흐름도이다.

도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착층이 붙어있는 베이스 기판을 사용한 고밀도 기판의 제조방법의 흐름도이다.

도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접착 테이프가 붙어있는 베이스 기판을 사용한 고밀도 기판의 제조방법의 흐름도이다.

도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접착 테이프가 붙어있는 베이스 기판을 사용한 고밀도 기판의 제조방법의 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

401, 501, 603, 703 : 보강용 기재 402, 502 : 접착제

403, 503, 604, 704 : 시드층 404, 504, 605, 705 : 패턴도금층

405, 505, 606, 706 : 절연층 601, 701 : 테이프 기재

602a, 602b, 702a, 702b : 접착제

소프트웨어가 없다면 컴퓨터는 하드웨어라는 말은 그대로 딱딱한 금속 상자에 지나지 않는다. 마찬가지로 뛰어난 성능을 가진 IC(Integrated Circuit)와 여러 가지 전자부품들을 아무리 많이 모아놓아도 그것만으로는 소용이 없다.

이들을 적절히 배치하여 서로를 전기적으로 연결하고 전원 등을 공급해 주어 야 비로소 설계된 의도대로 동작하는 전자제품이 된다. 이와 같이 전자부품을 설치하는 바탕이 됨은 물론 부품들을 전기적으로 연결해 주는 것이 바로 PCB(Printed Circuit Board)이다.

PCB란 용어는 초기의 제조공정 중에 스크린 인쇄법으로 배선을 형성하였기 때문에 인쇄(Print)란 단어가 포함된 용어가 만들어졌다.

현재, 단면 PCB 제조공정에서는 부분적으로 인쇄용 잉크를 사용하지만, 양면 이상의 PCB에서는 감광성 필름 등을 사용하여 배선을 형성하므로 인쇄회로기판이란 용어는 적절하지 않다. 전자회로기판으로 부르는 것이 보다 바람직할 것이다. 한국을 비롯한 동아시아에서는 PCB라는 용어를 많이 사용하나 구미에서는 PWB(Printed Wiring Board)라는 용어를 많이 사용한다.

PCB는 위에서 말한 바와 같이 전자부품을 전기적으로 연결해주는 기능 이외에 부품들을 기계적으로 고정시켜주는 역할도 한다. 기계적 강도를 높이기 위해 PCB의 원자재 속에는 보강재로서 유리섬유(Glass Fiber)가 50%정도 포함되어 있다.

제조과정중에 PCB는 200℃ 이상의 고온에 노출되며, 이때 원자재가 휘거나 변형되지 않는 내열성이 요구된다.

근년의 전자기기의 고기능화 및 경박 단소화의 요구에 수반해, 전자 부품의 고밀도 집적화, 또 고밀도 실장화가 진행되어 오고 있어 이것들의 전자기기에 사용되는 반도체 패키지는, 종래에도 늘어나 소형화 또한 다핀화가 진행되어 오고 있다.

종래의 회로 기판은 프린트 배선판으로 불려 유리 섬유의 부직포에 에폭시 수지를 함침시킨 적층판으로부터 유리 에폭시판에 붙일 수 있었던 동박을 패터닝 한 후, 복수매 거듭해 적층 접착해, 드릴로 관통 구멍을 뚫고, 이 구멍의 벽면에 동도금을 실시해 비아를 형성한 후, 층간의 전기 접속을 실시한 배선 기판의 사용이 주류였다.

그러나, 탑재 부품의 소형화, 고밀도화가 진행되어, 상기의 배선 기판에서는 배선 밀도가 부족해, 부품의 탑재에 문제가 생기게 되고 있다.

이러한 배경에 의해, 근년 빌드업 다층 배선판이 채용되고 있다. 빌드업 다층 배선판은, 수지만으로 구성되는 절연층과 도체를 겹쳐 쌓으면서 성형된다.

비아 형성 방법으로서는, 종래의 드릴 가공에 대신해, 레이저법, 플라스마법, 포토법등 다방면에 걸쳐, 소경의 비어 홀을 자유롭게 배치하는 것으로, 고밀도화를 달성하는 것이다.

층 간접속부로서는, 블라인드 비아(Blind Via)나 베리드 비아(Buried Via：비아를 도전체로 충전한 구조) 등이 있어, 비아 위에 비아를 형성하는 스택형 비아가 가능한 베리드 비아가 특히 주목받고 있다.

베리드 비아로서는, 비어 홀을 도금으로 충전하는 방법과 도전성 페이스트등으로 충전하는 경우로 나눌 수 있다.

한편, 배선 패턴을 형성하는 방법으로서 동박을 에칭 하는 방법(Subtractive process; 서브트랙티브법), 전해동도금에 의한 방법(Semi additive process; 세미 어디티브법), 무전해동도금에 의한 방법(Full additive process ; 풀 어디티브법) 등이 있어, 배선 밀도의 고밀도화에 대응 가능한 세미어디티브법이 특히 주목받기 시작하고 있다.

동박을 에칭하는 방법(서브트랙티브법)은 동박 또는 동 도금 위에 감광성 레지스트를 붙이고, 노광·현상 Photo Lithograph 법으로 레지스트 패턴을 형성한 후, 에칭으로 불필요한 동을 제거, 마지막에 남은 회로 위의 레지스트를 제거한다.

도 1a를 참조하면, 베이스 기판으로 사용될 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)(101)을 준비하고, 도 1b를 참조하면, 베이스 기판으로 사용되는 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)(101) 위에 무전해 동도금을 수행하여 무전해 동도금층(102)을 형성한다.

그리고, 무전해 동도금층(102) 위에 전해 동도금을 하여 전해 동도금층(103)을 형성하고, 도 1c를 참조하면, 전해 동도금층(103) 위에 화상형성공정을 수행하여 감광재에 의한 부식레지스트(104)의 패턴을 기판 상에 형성한다.

다음에, 도 1d를 참조하면 부식액을 분무하여 부식레지스트에 의해 보호되는 영역을 제외한 나머지 영역의 동박을 제거하며, 도 1e를 참조하면 역할을 다한 부식레지스트를 박리하여 최종적으로 동박의 배선패턴을 형성한다.

이 방법을 사용할 경우의 미세회로 형성 능력은 동 두께와 레지스트의 해상도의 영향을 받는데, 동을 에칭하는 메커니즘을 이용하기 때문에 일반적으로 동 두께에 대해 2.0 정도의 종횡비(aspect ratio)를 갖는다고 하며, 동 두께가 10um인 경우 L/S = 20/20um이 한계이다.

도 2a를 참조하면, 종래 기술에 따른 세미 어디티브법에 의한 고밀도 기판 제조방법은 먼저 베이스 기판으로 사용될 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)(201)을 준비한다.

그리고, 도 2b를 참조하면, 베이스 기판 위에 무전해 동도금을 하여 엷은 시드층(202)을 형성한다.

도 2c를 참조하면, 무전해 동도금에 의해 형성된 엷은 시드층(202) 위에 드라이 필름을 적층한 후에 노광 및 현상에 의해 배선패턴을 형성한다.

다음으로, 도 2d를 참조하면, 무전해 동도금에 의해 형성된 엷은 시드층(202) 위에 형성된 드라이 필름에 의한 배선패턴 위에 전해 동도금에 의해 전해 동도금층(204)을 형성하여 동박에 의한 배선패턴을 완성한다.

그리고, 차례 대로 도 2e 및 도 2f에 나타난 바와 같이 드라이 필름(203)과 시드층(202)을 순서대로 제거하여 회로패턴을 완성한다.

세미 어디티브법에 의하면 무전해 동 시드층(seed layer)을 에칭할 때 시드층의 잔사나 회로폭의 과에칭이 발생하기 때문에 현재 기술로는 L/S=15/15um이 한계이다.

도 3a를 참조하면, 종래 기술에 따른 풀 어디티브법에 의한 고밀도 기판의 제조방법은 먼저 베이스 기판으로 사용될 절연성 수지(301)를 준비한다.

그리고, 도 3b를 참조하면, 절연성 수지(301) 위에 감광성 레지스트(302)를 붙이고, 노광 및 현상으로 레지스트 패턴을 형성한다.

다음에, 도 3c를 참조하면, 감광성 레지스트(302)에 의해 배선패턴이 형성된 위에 무전해 동도금을 하여 무전해 동도금층(303)을 형성한다.

이후에, 감광성 레지스트(302)를 제거하여 회로를 형성한다.

이 방법을 사용할 경우의 미세회로 형성능력은 레지스트의 해상도 및 무전해 동도금의 석출능력의 영향을 받는데 현재 기술로는 L/S =15/15um이 한계이다.

한편, 위에서 설명한 서브트랙티브(subtractive)공법으로 회로를 형성할 경우, 에칭액에 의한 측면 에칭(side etching)이 발생하여 미세회로 형성에 한계가 있어, 각 PCB 업체들은 세미 어디티브 공법을 채용하고 있다.

세미 어디티브 공법의 경우, 미세라인을 형성할 때, 레지스트의 밀착력 및 동 회로의 밀착력은 절연층 재료, 표면상태의 영향을 많이 받으므로 레지스트의 성능을 충분히 발휘하지 못하고 미세회로를 형성하는데 한계가 있다.

또한 무전해 동 또는 스퍼터링 동으로 형성된 시드(seed)층을 에칭하는 시드 에칭(seed etching) 공정이 있어 이로 인한 폐해로 미세화에 한계가 있다. 구체적으로는 시드 에칭(seed etching)을 함으로써 시드층과 동시에 회로도 에칭되기 때문에 패턴 도금시에 도금두께를 두껍게, 라인폭은 굵게 보정할 필요가 있다.

이 보정분이 미세화의 한계로 작용한다. 또한 시드 에칭(seed etching)을 할 경우, 동회로 아래에 에칭액이 스며들어 회로가 들뜨는 불량이 발생한다. 시드 에 칭(Seed etching)이 불충분한 경우에는 시드층의 잔사에 의해 쇼트 불량이 발생한다. 이러한 문제는 회로 간격이 좁아질수록 현저하게 나타난다.

일본 공개특허공보 2004-63575의 경우, 실장하는 동패드의 면적을 넓히는 것을 목적으로 한다는 점, 단면 CCL을 재료로 사용한다는 점, 서브트랙티브 공법으로 회로를 형성한다는 점, 수지를 에칭한다는 점에서 본 발명과는 전혀 다르며, 서브트랙티브 공법에 의한 회로형성이기 때문에 고밀도화에 적합하지 않다.

일본 공개특허공보 2002-335079, 일본 공개특허공보 2003-51676, 일본 공개특허공보 2003-168867, 일본 공개특허공보 2003-218524, 일본 공개특허공보 2003-218532, 일본공개특허공보 2003-234577, 일본 공개특허공보 2003-289182, 일본 공개특허공보 2004-6687에 기재된 회로형성방법은 금속판 또는 금속박을 전류 인가 부분으로 하고 있고 마지막에 에칭으로 금속부를 제거하는 데 비해 본 발명은 박리층을 박리한다는 점에서 다르다.

일본 공개 특허공보 2004-071821은 접착층 위에 동박을 형성하고, 동박을 서브트랙티드 공법으로 회로를 형성하고, 회로를 절연기판 위에 전사시키는 방법인데, 동박에 의한 서브트랙티드 공법으로는 미세화가 불가능하다는 결점이 있다.

한편, 세미 에디티브법에 의한 배선전사공법은 자유로운 회로설계에 대응할 수 있어 일괄적층 공정에 의한 다층화에도 대응할 수 있다고 하는 장점으로부터 특히 주목받기 시작하고 있다. 이러한 세미 에디티브법에 의한 배선전사공법은 도전성 프레임의 배선 형성측 표면에 절연 수지층을 형성하는 공정을 포함하지만 당해 배선 표면과 당해 절연 수지층과의 밀착을 확보하기 위해서 가열처리를 한다.

이때, 상기 가열 처리시의 온도는 200℃이상의 온도에 이르는 것이 많아, 이 열이력에 의해 도전성 프레임으로서 이용한 동과 베리어 금속으로서 이용한 금이 상호 확산을 일으킨다. 이 확산에 의해 합금층이 형성되어 도전성 프레임을 제거한 후, 동-금 합금이 노출되므로 예를 들면 플립칩의 금 스터드 범프와의 접합 불량이나 땜납 접합시의 땜납 접합제의 밀착성의 불량, 접합부의 신뢰성, 실장 신뢰성, 제품 비율의 저하를 일으키는 일이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 일본특허공개공보 2004-47898에는 프린트 배선판의 제조방법 및 다층 프린트배선판의 제조방법이 개시되어 있는데, 개시된 프린트 배선판의 제조방법 및 다층 프린트 배선판의 제조방법은 금속 확산 방지층을 구비하여 고밀도 기판을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 일본특허공개공보 2004-47898의 프린트 배선판의 제조방법 및 다층 프린트배선판의 제조방법은 도전성 프레임을 에칭으로 제거하는데 너무 많은 시간이 걸린다는 문제점이 있었다.

즉, 일본특허공개공보 2004-47898의 배선판의 제조방법 및 다층프린트배선판의 제조방법에서 도전선 프레임인 니켈 보드(Ni board)를 제거하기 위해서는 H2SO4에 기반한 첫번째 에칭과, 두번째의 선택적 에칭이 필요하며 그 시간이 첫번째 에칭의 경우에는 1320초가 소요되고, 두번째 에칭의 경우에는 3600초가 소요되어 총 에칭 시간은 4920초로 1시간 30분 정도가 되어 실제 사용하기가 어렵다.

좀더 상세히 설명하면, 일본특허공개공보 2004-47898의 배선판의 제조방법 및 다층프린트배선판의 제조방법에서 도전성 프레임으로 사용되는 니켈 보드는 그 두께가 대략 200um이다.

그리고, 여기에서 첫번째 에칭의 조건은 H2NO3를 20%, H2O2를 1.75% 포함한 용액을 사용하며, 온도는 30-37.6℃ 범위이고, 스프레이의 압력은 0.1MPa이며, 챔버 길이를 1.3m로 하고, 콘베어 속도를 0.65m/min으로 한다.

그러면, 위와 같은 조건의 첫번째 에칭에서 에칭율은 7-8um/min이며, 에칭의 반복 횟수는 11번이고, 소요되는 시간은 1320초이다.

다음으로, 두번째 에칭은 니겔 보드에 대해서만 선택적인 에칭을 할 수 있도록 그 조건으로 H2SO4를 10%, H2O2를 1.75%를 포함한 용액을 사용하며, 온도는 25.0-27.5℃ 범위를 사용하고, 스프레이의 압력은 0.1MPa이며, 챔버 길이를 1.3m로 하고, 콘베어 속도를 0.65m/min으로 한다.

그러면, 위와 같은 조건의 두번째 에칭에서 에칭율은 1.0-2.0um/min이고, 에칭의 반복 횟수는 30번이며, 소요되는 시간은 3600초이다.

이처럼, 위에서 살펴본 바와 같이 첫번째 에칭과 두번째 에칭을 사용하여 에칭을 수행하면 그 시간은 대략 4920초로 1시간 30분 정도의 시간이 걸리며 실질적으로 이러한 기술을 사용하여 제품의 생산하는 것은 현실적으로 어렵다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 베이스 기판으로 사용하는 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름) 위에 박리가 가능한 접착층을 도포하고 접착층 위에 도금 또는 적층 또는 스퍼터링 금속박막을 형성 하고 형성된 금속 박막을 시드층으로 하여 패턴 도금으로 고밀도 회로를 형성하는 고밀도 기판의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보강용 기재의 일측단에 접착 수단을 부착하는 제1 단계; 상기 접착 수단 위에 시드층을 형성하고, 상기 시드층위에 회로패턴을 형성하는 제 2 단계; 상기 회로패턴 위에 절연층을 적층하고 상기 보강용 기재를 제거하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계 이후에, 시드층을 제거하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이제, 도 4a 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접착층이 붙어있는 베이스 기판을 사용한 고밀도 기판은 먼저 베이스 기판으로 사용하는 보강용 기재(401)을 준비한다. 여기에서 보강용 기재(401)로는 리지드 기판 또는 캐리어 필름을 사용한다.

그리고, 베이스 기판으로 사용하는 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)(401) 위에 열 또는 자외선 조사에 의해 박리가 가능한 접착층(402)을 도포하여 베이스 기판을 완성한다. 이때, 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)(401)의 재료로는 어떤 재료도 사용해도 되지만, 자외선 조사에 의해 박리가 가능한 접착층(402)을 사용하는 경우에는 글래스를 사용하는 것이 바람직하다.

도 4b를 참조하면, 베이스 기판으로 사용되는 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)(401) 위에 접착층(402)을 도포한다. 이때, 접착층(402)의 재료로는 자외선이 투사되었을 때 접착력이 현저히 떨어지는 재료를 사용할 수 있고(여기에서는 이것을 자외선 박리 접착층이라고 부른다), 열을 가하였을 때 접착력이 현저히 떨어지는 재료를 사용할 수도 있다(여기에서는 이것을 열 박리 접착층이라고 부른다). 여기에서 자외선 박리 접착층(402)이란 지속적으로 자외선을 투사하면 시간이 지날 수록 접착층(402)의 접착력이 떨어지는 접착층을 말한다. 그리고, 열 박리 접착층(402)이란 일정한 온도의 열이 가해지게 되면 그 온도에 따라 접착력이 떨어지는 접착층을 말한다.

다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이 접착층(402) 위에 회로형성에 사용하는 금속과 다른 금속을 무전해 도금 또는 금속박 적층 또는 스퍼터링하여 회로형성을 위한 시드층(seed layer)(403)을 형성한다.

그리고, 도 4d에 도시된 바와 같이 시드층(403)에 패턴도금으로 회로층(404)을 형성한다. 이러한 회로층(404)의 형성은 도금 레지스트층(미도시)을 예를 들면 자외선 감광성의 드라이 필름 레지스터를 적층하고, 또는 액상 레지스트를 도포 건조해, 노광 마스크 등을 이용해 패턴 감광한 후에 현상하는 것으로 형성할 수 있다.

다음으로, 도 4e에 도시된 바와 같이 이렇게 형성한 회로층(404)을 절연수지층(405) 안에 내장하는 라미네이션을 하고, 도 4f에 도시된 바와 같이 접착층(402)을 박리하며, 시드층(403)을 도 4g에 도시된 바와 같이 에칭(Etching)하여 회로면을 노출시킨다.

이때, 접착층(402)의 박리는 자외선 박리 접착층인 경우에는 보강용 기재(401) 측에서 자외선을 조사하여 접착층(402)의 접착력을 약화시켜 보강용 기재(401)을 박리시킨다. 이때 보강용 기재(401)의 재료로 글래스가 사용되며 자외선을 아래에서 위로 조사하였을 때 조사된 자외선이 보강용 기재(401)를 통과하여 접착층(402)에 조사되고, 접착층(402)의 접착력이 떨어지게 되며 보강용 기재(401)가 제거된다. 즉, 글래스로 이루어진 보강용 기재(리지드 기판 또는 캐리어 필름)(401)의 아래에서 위를 향해 자외선을 조사하면 접착층(402)의 접착력이 시간이 지남에 따라 떨어지고 그에 따라 일정 시간 후에 베이스 기판이 제거된다. 이때, 접착층(402)의 접착력이 상면과 하면이 서로 다를 수 있으며, 상면이 하면보다 작은 경우에 똑같은 시간 자외선이 조사된다 할지라도 상면의 접착력이 먼저 보강용 기재(401)가 시드층(403)으로부터 이탈될 수 있는 임계점에 도달하게 되고 그 결과 시드층(403)에서 떨어져 나가는 보강용 기재(401)에는 접착층(402)이 부착되어 있다. 물론 이와 반대로 하면이 상면보다 먼저 임계점에 도달하도록 하면 보강용 기재(401)만 먼저 시드층(403)으로부터 떨어져 나가며 이후에 접착층(402)은 제거될 필요가 있다.

한편, 접착층(402)이 열 박리 접착층인 경우에는 접착층(402)에 서서히 열을 가하게 되면 일정 온도에 도달하였을 때 접착층(402)의 접착력이 보강용 기재(401)가 시드층(403)으로부터 떨어져 나갈 수 있는 임계점에 도달하게 되고 그 결과 보강용 기재(401)는 시드층(403)으로부터 떨어져 나간다.

물론 이 경우에도 접착층(402)의 접착력이 상면과 하면이 서로 다를 수 있으며, 상면이 하면보다 작은 경우에 일정 온도에서 상면의 접착력이 보강용 기재(401)가 시드층(403)으로부터 이탈될 수 있는 임계점에 도달하게 되고 그 결과 시드층(403)에서 떨어져 나가는 보강용 기재(401)에는 접착층(402)이 부착되어 있다. 물론 이와 반대로 하면이 상면보다 먼저 임계점에 도달하도록 하면 보강용 기재(401)만 먼저 시드층(403)으로부터 떨어져 나가게 되고, 이후에 접착층(402)이 제거된다.

한편, 시드층(403)을 에칭할 때 사용하는 에칭액은 위에서 설명한 바와 같이 회로층(404)의 금속이 시드층(403)의 금속과 다를 경우에는 회로층(404)을 에칭시키지 않고 금속 시드층(403)만을 에칭시키는 선택적 에칭액(예를 들면 금속 시드층에 니켈을 사용할 경우 희황산으로 에칭)을 사용한다.

일예로 금속 시드층(403)이 니켈층으로 그 두께가 12um인 경우에 에칭액으로 H₂SO₄와 H₂O₂를 포함한 액을 사용하고, 에칭 온도를 25℃정도로 유지하며, 스프레이 압력을 0.1MPa로 하고, 챕버 길이를 1.3m로 하면, 에칭율이 1.0m/min으로 5번 반복하면 390초만에 니켈층을 제거할 수 있다.

이처럼 종래 기술은 3600초가 소요되나 본 발명은 390초가 소요되어 빠른 시 간안에 에칭을 할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 위에서 설명한 일실시예에 따른 고밀도 기판 제조방법의 베이스 기판의 역할을 할 수 있는 재료라면 어떤 재료를 사용할 수 있다.

그리고, 위에서 설명한 것은 베이스 기판 위 어느 한 쪽에 접착층을 형성하고, 접착층 위에 회로형성에 사용하는 금속과 다른 금속을 무전해 도금 또는 금속박 적층 또는 스퍼터링하여 회로형성에 사용되는 회로층을 형성하였지만 도 5a 내지 도 5g에 도시된 바와 같이 베이스 기판(501) 위 어느 한 쪽에 접착층(502)을 형성하고, 접착층(502) 위에 회로형성의 시드층(503)으로서 회로형성에 사용하는 금속과 같은 금속을 무전해 도금 또는 금속박 적층 또는 스터러링하여 회로형성에 사용되는 시드층(503)을 형성할 수 있다.

상기와 같이 회로형성에 사용하는 금속과 같은 재료를 사용하게 될 때 공정은 다음과 같다.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착층이 붙어있는 베이스 기판을 사용한 고밀도 기판은 먼저 베이스 기판으로 사용하는 보강용 기재(501)을 준비한다. 여기에서 보강용 기재(501)로는 리지드 기판 또는 캐리어 필름을 사용한다.

그리고, 베이스 기판으로 사용하는 보강용 기재(501) 위에 열 또는 자외선 조사에 의해 박리가 가능한 접착층(502)을 도포하여 베이스 기판을 완성한다. 이때, 보강용 기재(501)의 재료로는 어떤 재료도 사용해도 되지만, 자외선 조사에 의해 박리가 가능한 접착층(502)을 사용하는 경우에는 글래스를 사용하는 것이 바람 직하다.

도 5b를 참조하면, 베이스 기판으로 사용되는 보강용 기재(501) 위에 접착층(502)을 도포한다. 이때, 접착층(502)의 재료로는 자외선 박리 접착층 또는 열 박리 접착층의 사용이 가능하다.

다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이 접착층(502) 위에 회로형성에 사용하는 금속과 같은 금속을 무전해 도금 또는 금속박 적층 또는 스퍼터링하여 회로형성을 위한 시드층(seed layer)(503)을 형성한다.

그리고, 도 5d에 도시된 바와 같이 시드층(503)에 패턴도금으로 회로층(504)을 형성한다. 이러한 회로층(504)의 형성은 도금 레지스트층(미도시)을 예를 들면 자외선 감광성의 드라이 필름 레지스터를 적층하고, 또는 액상 레지스트를 도포 건조해, 노광 마스크 등을 이용해 패턴 감광한 후에 현상하는 것으로 형성할 수 있다.

다음으로, 도 5e에 도시된 바와 같이 이렇게 형성한 회로층(504)을 절연수지층(405) 안에 내장하는 라미네이션을 하고, 도 5f에 도시된 바와 같이 접착층(502)을 박리하며, 시드층(503)을 도 5g에 도시된 바와 같이 프레쉬 에칭(Flash Etching)하여 회로면을 노출시킨다.

한편, 위에서 접착층의 재료로서 단일의 층을 사용하였으나 접착 테이프를 사용할 수도 있으며, 도 6a 내지 도 6g와, 도 7a 내지 도 7g는 접착 테이프를 사용한 경우를 보여준다.

도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고밀도 기판의 제조방법 의 흐름도로서, 접착 테이프를 사용한 경우를 보여준다.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고밀도 기판의 제조방법은 먼저, 테이프 기재 양면(601)에 자외선 박리 접착층(602a, 602b)을 형성한 접착 테이프를 준비한다.

그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이 글래스 베이스 기판(603) 위에 테이프 기재 양면(601)에 자외선 박리 접착층(602a, 602b)을 형성한 접착 테이프를 붙인다.

다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이 회로형성에 사용하는 금속이 동인 경우, 금속 시드층(604)으로서 동과는 다른 금속(예를 들면 니켈)을 무전해 도금 또는 금속박 적층, 또는 스퍼터링한 것을 접착층(602a) 위에 형성한다.

이후에, 도 6d에 도시된 바와 같이 시드층(604)에 패턴도금으로 회로층(605)을 형성한다. 이러한 회로층(605)의 형성은 도금 레지스트층(미도시)을 예를 들면 자외선 감광성의 드라이 필름 레지스터를 적층하고, 또는 액상 레지스트를 도포 건조해, 노광 마스크 등을 이용해 패턴 감광한 후에 현상하는 것으로 형성할 수 있다.

다음으로, 도 6e에 도시된 바와 같이 이렇게 형성한 회로층(605)을 절연수지층(606) 안에 내장하는 라미네이션을 하고, 도 6f에 도시된 바와 같이 테이프 기재(601)의 양면에 접착층(602a, 602b)이 부착된 접착 테이프를 제거한다. 이때 베이스 기판(603)에서 자외선을 조사하여 접착층(602a)을 박리하면 동 시드층(604)과 접착 테이프 그리고 글래스 베이스 기판(603)으로 분리된다. 이렇게 함으로 베이스 기판(603)을 재사용할 수 있게 되며 생산비용을 억제할 수 있다.

마지막으로 도 6g에 도시된 바와 같이 기판부분의 시드층(604)을 에칭하여 회로면을 노출시킨다.

한편, 도 6a 내지 도 6g에서 자외선 박리 접착층을 사용한 경우에 대하여 설명하고 있지만, 열 박리 접착층을 사용하는 경우에 대하여도 동일하게 적용된다.

그리고, 도 6a 내지 도 6g는 시드층과 회로층이 다른 금속인 경우에 대하여 설명하고 있지만 동일한 금속의 경우는 다음의 도 7a 내지 도 7g의 경우와 같다.

도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고밀도 기판의 제조방법의 흐름도이다

도 7a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고밀도 기판의 제조방법은 먼저, 테이프 기재 양면(701)에 자외선 박리 접착층(702a, 702b)을 형성한 접착 테이프를 준비한다.

그리고, 도 7b에 도시된 바와 같이 글래스 베이스 기판(703) 위에 테이프 기재 양면(701)에 자외선 박리 접착층(702a, 702b)을 형성한 접착 테이프를 붙인다.

다음으로, 도 7c에 도시된 바와 같이 회로형성에 사용하는 금속이 동인 경우, 금속 시드층(704)으로서 동과는 같은 금속을 무전해 도금 또는 금속박 적층, 또는 스퍼터링한 것을 접착층(702a) 위에 형성한다.

이후에, 도 7d에 도시된 바와 같이 시드층(704)에 패턴도금으로 회로층(705)을 형성한다. 이러한 회로층(705)의 형성은 도금 레지스트층(미도시)을 예를 들면 자외선 감광성의 드라이 필름 레지스터를 적층하고, 또는 액상 레지스트를 도포 건조해, 노광 마스크 등을 이용해 패턴 감광한 후에 현상하는 것으로 형성할 수 있 다.

다음으로, 도 7e에 도시된 바와 같이 이렇게 형성한 회로층(705)을 절연수지층(706) 안에 내장하는 라미네이션을 하고, 도 7f에 도시된 바와 같이 테이프 기재(701)의 양면에 접착층(702a, 702b)이 부착된 접착 테이프를 제거한다. 이때 베이스 기판(703)에서 자외선을 조사하여 접착층(702a)을 박리하면 동 시드층(704)과 접착 테이프 그리고 글래스 베이스 기판(703)으로 분리된다. 이렇게 함으로 베이스 기판(703)을 재사용할 수 있게 되며 생산비용을 억제할 수 있다.

마지막으로 도 7g에 도시된 바와 같이 기판부분의 시드층(704)을 프레쉬 에칭하여 회로면을 노출시킨다.

한편, 도 7a 내지 도 7g에서 자외선 박리 접착층을 사용한 경우에 대하여 설명하고 있지만, 열 박리 접착층을 사용하는 경우에 대하여도 동일하게 적용된다.

본 발명을 이용하면 단면 기판, 양면 기판, 다층 기판, 빌드업 기판, Flexible 기판, Multi-flex 기판, Rigid-flexible 기판 등 모든 프린트 기판의 미세회로 형성이 가능해진다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 고밀도 기판 제조방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 미세회로를 photo resist로 형성할 경우, 레지스트 밀착력은 절연층 재료 및 표면상태의 영향을 많이 받는데, 기판 표면을 금속으로 함으로써 레지스트 밀착에 최적인 표면을 형성할 수 있기 때문에, 레지스트의 밀착력을 최대로 끌어낼 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 금속 seed층은 베이스 기판의 회로면을 절연층에 라미네이션한 후에 에칭을 하므로, semi-additive 공법과 같은 flash etching을 필요치 않기 때문에 위에서 말한 semi-additive공법으로 미세회로를 형성할 경우 발생하게 되는 seed 에칭에 의한 문제가 없어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, semi-additive공법에서 발생하는 flash etching에 의한 회로의 과에칭 현상 없기 때문에, 회로를 더욱 미세하게 형성할 수 있고, 라인 폭의 정밀도가 향상하며, 임피던스 특성도 안정화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, semi-additive법의 seed에칭에 비해서 금속박막의 에칭은 back side에서 실시하기 때문에 프로세스도 용이하고, 공정관리도 편리하다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 회로를 절연수지층에 라미네이션하고, 회로를 절연층에 내장하는 구조를 채택하기 때문에 회로의 요철이 없으며, 공정상에서 데미지 등에 의한 불량이 줄고, 높은 수율에서의 생산을 기대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 회로를 절연층 안에 내장하기 때문에 회로와 절연층의 밀착은 회로 바닥면과 측면, 총 3면에서 이루어지기 때문에 밀착강도를 높일 수 있고, 종래의 공법에서는 사용할 수 없었던 절연재료를 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

보강용 기재의 일측단에 접착 수단을 부착하는 제1 단계;

상기 접착 수단 위에 시드층을 형성하고, 상기 시드층위에 회로패턴을 형성하는 제 2 단계;

상기 회로패턴 위에 절연층을 적층하고 상기 보강용 기재을 제거하는 제 3 단계; 및

상기 제 3 단계 이후에, 시드층을 제거하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 고밀도 기판의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 접착 수단은 자외선 박리 접착제인 것을 특징으로 하는 고밀도 기판의 제조방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제 3 단계는,

상기 시드층 위의 회로패턴 위에 절연층을 적층하는 제 3-1 단계;

상기 보강용 기재의 하부에서 자외선을 조사하는 제 3-2 단계; 및

상기 보강용 기재을 제거하는 제 3-3 단계를 포함하여 이루어진 고밀도 기판의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 접착 수단은 열 박리 접착제인 것을 특징으로 하는 고밀도 기판의 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 제 3 단계는,

상기 시드층 위의 회로패턴 위에 절연층을 적층하는 제 3-1 단계;

상기 접착 수단에 열을 가하는 제 3-2 단계; 및

상기 보강용 기재을 제거하는 제 3-3 단계를 포함하여 이루어진 고밀도 기판의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 접착 수단은

테이프 기재 양면에 자외선 박리 접착층이 형성되어 있는 접착 테이프인 것 을 특징으로 하는 고밀도 기판의 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제 3 단계는,

상기 시드층 위의 회로패턴 위에 절연층을 적층하는 제 3-1 단계;

상기 보강용 기재의 아래에서 위로 자외선을 조사하는 제 3-2 단계; 및

상기 보강용 기판을 제거하는 제 3-3 단계를 포함하여 이루어진 고밀도 기판의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 접착 수단은

테이프 기재 양면에 열 박리 접착층이 형성되어 있는 접착 테이프인 것을 특징으로 하는 고밀도 기판의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제 3 단계는,

상기 시드층 위의 회로패턴 위에 절연층을 적층하는 제 3-1 단계;

상기 열 박리 접착층에 열을 가하는 제 3-2 단계; 및

상기 보강용 기판을 제거하는 제 3-3 단계를 포함하여 이루어진 고밀도 기판의 제조방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시드층과 회로패턴에 사용되는 금속은 동일 금속인 것을 특징으로 하며,

상기 제 4 단계의 에칭은 소프트 에칭인 것을 특징으로 하는 고밀도 기판의 제조방법.