KR20070024373A - 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품및 그 제조 방법 - Google Patents

글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품및 그 제조 방법 Download PDF

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다카하루 야마노
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신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 글래스 클로스(glass-cloth) 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품은 교대로 적층된 배선층과 절연층이 포함되고, 서로 다른 배선층이 상기 절연층을 관통하는 비어 홀에 의해 전기적으로 접속되어 있으며, 적어도 하나의 절연층(11)이 하층 배선층(5)과 그 위의 글래스 클로스 함유 수지층(9) 위의 절연성 수지층(7)을 포함하는 적층체에 의해 형성되고, 상기 적층체에서 비어 홀(via hole)(17)이 상기 상층의 글래스 클로스 함유 수지층(9)으로부터 상기 하층의 절연성 수지층(7)으로 연속적으로 관통하는 것을 특징으로 하는 적층 제품이다.
적층 제품, 절연성 수지층, 글래스 클로스 함유 수지층, 절연층, 비어 홀

Description

글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품 및 그 제조 방법{LAMINATED PRODUCT IN STRUCTURE INCLUDING GLASS-CLOTH CONTAINED RESIN LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 글래스 클로스(glass-cloth) 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품을 설명하는 모식도.
도 2의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 다층 제품의 제조를 설명하는 도면.
도 3의 (a) 내지 (e)는 종래 기술에 따른 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품에서 비어 홀(via hole)의 형성을 설명하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1…적층 제품 3…하층 배선 기판
5…하층 배선층 7…절연성 수지층
9…글래스 클로스 함유 수지층 11…절연층
13…상층 배선층 15…홀(hole)
17…비어 홀
본 발명은 글래스 클로스(glass-cloth) 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 프리프레그(prepreg)로 알려진 글래스 클로스 함유 수지의 층을 보강층, 예를 들면 다층 기판이나 패키지 등의 제품으로서 포함하는 다층 구조의 제품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
다층 배선 기판 등의 다층 구조의 제조 방법으로서 빌드업(build-up)법이 알려져 있다. 상기 빌드업법에서는 제 1 층의 배선층을 형성한 코어 기판 위에 절연층과 배선층을 교대로 형성해서 다층 구조의 배선 기판이 제작된다. 서로 다른 배선층간의 도통을 위해서 이들 배선층 사이의 절연층을 관통하는 비어 홀(via hole)이 형성된다.
전자 부품에 대한 최근의 소형·경량화 요구를 만족시키기 위해, 다층 배선 기판의 박형화(low-profiling)가 요구되고 있다. 이를 실현시키기 위해, 최근에는 다층 구조의 제품은 보강 효과가 높은 프리프레그층을 삽입해서 제조되어 왔다. 이는, 프리프레그는 레이저 가공성이 낮은 재료로서 알려져 있지만, 레이저 가공 기술의 향상에 따라 보강용 프리프레그층을 포함하는 다층 구조에서도 상기 층들 사이의 도통을 위한 비어 홀의 형성이 비교적 용이해진 덕분이다.
프리프레그층을 포함하는 다층 구조의 배선 기판의 제작에서 비어 홀을 형성하는 기술이 특허문헌 1에 기재되어 있다. 이 기술에 따르면, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 기판(101) 위에 형성된 하층 배선층(103)을 덮는 프리프레그의 절연층(105)을 형성한 후, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 하층 배선층(103)의 일부를 노출시키는 대구경 홀(hole)(107)이 그 위에 레이저 가공으로 만들어진다. 다음으로, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이 프리프레그 절연층(105)을 덮는 절연성 수지층(109)을 형성한다. 또한, 도 3의 (d)에 나타낸 바와 같이 대구경 홀(107)의 내측에 소구경 홀(111)이 레이저 가공으로 만들어진다. 그 후, 도 3의 (e)에 나타낸 바와 같이 이 소구경 홀(111)에 도통 처리를 실시해서 비어 홀(113)을 형성한다. 비어 홀(113)이 형성된 후, 비어 홀(113)에 접속되는 상층 배선층(115)을 형성할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허 2004-356232호 공보
특허문헌 1에 기재된 다층 배선 기판의 제작 방법에서는, 대구경 홀(107)과 소구경 홀(111)을 만들기 위해서 비어 홀(113)의 형성에 2회의 레이저 가공이 필요하여, 처리 공정이 번잡하다. 또한, 대구경 홀의 내측에 소구경 홀을 만들기 위해서는 단일(single) 홀을 만드는 경우보다 높은 레이저 가공 정밀도가 요구된다. 또한, 120~50㎛가 바람직하다고 여겨지는 소구경 홀(111)에 도통 처리를 실시하는 것은 그다지 쉽게 되지 않는다.
상기 상황의 관점에서, 본 발명의 목적은 간단한 공정으로 비어 홀의 형성이 가능한 다층 구조를 갖는 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 적층 제품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 교대로 적층되는 배선층과 절연층, 및 상기 절연층을 관 통하는 비어 홀(via hole)에 의해 전기적으로 접속되는 다른 배선층을 포함하고, 상기 절연층 중의 적어도 하나는 하층 배선층 위의 절연성 수지층과 그 위의 글래스 클로스(glass-cloth) 함유 수지층을 포함하는 적층체이고, 상기 적층체에서 상기 비어 홀은 상기 글래스 클로스 함유 수지층으로부터 절연성 수지층까지 연속적으로 관통하고 있는 적층 제품이 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 상기 적층 제품은 배선층을 구비한 하층 기판 위에 적어도 1쌍의 절연층과 배선층을 교대로 적층하는 공정, 서로 다른 배선층간을 절연층을 관통하는 비어 홀로 전기적으로 접속하는 공정, 절연층 중의 적어도 하나를 하층 배선층 위에 연속적으로 형성한 절연성 수지층 및 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 적층체로서 제작하는 공정, 및 상기 적층체를 레이저 가공해서 비어 홀 형성용의 홀(hole)을 글래스 클로스 함유 수지층으로부터 절연성 수지층까지 연속적으로 형성하는 공정을 포함하는 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 적층 제품의 제조 방법으로 제조된다.
본 발명에 따르면, 상층과 하층 배선층 사이에 개재하는 복합 절연층을 구성하는 글래스 클로스 함유 수지층과 그 아래의 절연성 수지층을 일괄적으로 레이저 가공함으로써 형성한 연속적인 관통 홀을 사용해서 제작된 비어 홀을 제공할 수 있다. 서로 다른 수지층의 형성과 각각 상기 수지층들의 레이저 가공을 필요로 하는 종래의 비어 홀 형성 방법의 경우에는 2개의 층의 일괄적인 레이저 가공에 비해서 고도의 레이저 가공 정밀도가 요구된다. 반면, 상기 글래스 클로스 함유 수지층과 그 아래의 상기 절연성 수지층의 일괄적인 레이저 가공이 가능한 본 발명에 따른 적층 제품은, 보다 간단한 공정과 낮은 비용으로 다층 제품을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 종래 기술에 의한 2회의 레이저 가공에 의해 최종적으로 형성된 소구경 홀의 도통 처리에 비해서 관통 홀의 도통 처리가 보다 간단히 행해질 수 있다.
도 1에 본 발명에 따른 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품(1)을 모식적으로 나타낸다. 도 1에 나타낸 적층 제품(1)은 하층 배선층(5)을 구비한 하층 배선 기판(3)을 덮는 절연성 수지층(7)과, 글래스 클로스 함유 수지층(9)을 갖고, 절연성 수지층(7)과 글래스 클로스 함유 수지층(9)에 의해 하나의 절연층(11)이 형성되어 있다. 절연층(11) 위에는 상층 배선층(13)이 위치한다. 상기 하층 배선층(5)과 상기 상층 배선층(13)은 글래스 클로스 함유 수지층(9)과 절연성 수지층(7)을 연속적으로 관통하는 홀(15)에 충전된 도체 재료로 형성된 비어 홀(17)에 의해 전기적으로 접속되고 있다. 본 발명에서 「연속적으로 관통하는 홀」이란, 상층의 글래스 클로스 함유 수지층으로부터 하층의 절연성 수지층까지 관통하는 비어 홀용의 상기 홀이, 상기 글래스 클로스 함유 수지층과 상기 절연성 수지층 사이의 계면이나 그 근방에서 실질적으로 불연속적으로 직경을 변화시키지 않고, 다시 말해 양 층의 계면 또는 그 근방에서 직경의 변화에 의한 단차를 형성하지 않고, 상기 글래스 클로스 함유 수지층으로부터 상기 절연성 수지층까지 연장하는 것을 의미한다. 상기 상층 배선층(13) 위에는 다른 쌍의 절연층과 배선층이 더 존재할 수도 있다.
상기 하층 배선층(5)을 구비한 하층 배선 기판(3)은 그 위에 빌드업층을 형 성해서 다층 기판을 제작하는 데에 이용되는 코어 기판이어도 된다. 또는, 그런 코어 기판 위에 적어도 1쌍의 절연층과 배선층을 빌드업함으로써 얻어지는 것이어도 된다.
절연층(11)을 구성하는 절연성 수지층(7)은 다층 배선 기판 등에서 층간 절연층을 형성하는 데에 일반적으로 이용되는 절연성 수지로 제작할 수 있다. 이 절연성 수지는, 예를 들면 글래스 입자의 필러(filler) 등을 함유해도 된다. 절연성 수지층(7) 위에 위치하는 글래스 클로스 함유 수지층(9)은 글래스 클로스에 절연성 수지를 침투시켜서 제조되는, 프리프레그(prepreg)라고도 불리는 재료로 제작된다. 어느 재료도, 다층 배선 기판의 제조에서 일반적으로 사용되고 있는 재료 중에서 선택될 수 있다.
상기 글래스 클로스 함유 수지층(9)의 형성에 이용되는 상기 글래스 클로스 함유 수지 재료는 소정의 두께의 제품으로서 상업적으로 입수할 수 있다. 필요한 보강 효과를 얻는 데 요구되는 두께의 제품을 선택할 수 있다. 예를 들면, 40㎛ 또는 60㎛ 정도 두께의 재료를 사용할 수 있다. 글래스 클로스 함유 수지층(9) 아래에 배치되는 절연성 수지층(7)은 자신과 글래스 클로스 함유 수지층(9)의 적층체가 상층과 하층 배선층 사이의 절연을 확보하는 데 필요한 두께로 형성된다. 상기 두께는 일반적으로 대략 40~100㎛ 정도이다.
상층의 글래스 클로스 함유 수지층(9)과 하층의 절연성 수지층(7)을 연속적으로 관통하는 비어 홀(17)은 일반적인 비어 홀 재료와 마찬가지로 CO2 레이저 장치 로 형성될 수 있다. 비어 홀(17)의 직경은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 100~300㎛, 바람직하게는 150~200㎛ 정도이다.
본 발명의 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 구조의 적층 제품의 제조를 도 2의 (a) 내지 (d)를 참조해서 설명한다.
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 하층 기판(3) 위에 위치하는 하층 배선(5)을 덮는 절연성 수지층(7)(두께 40㎛)을 형성한다. 이 절연성 수지층(7)의 형성에는, 예를 들면 글래스 입자 필러를 20wt% 정도 함유하는 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 절연성 수지층(7) 위에 글래스 클로스 함유 수지 시트를 탑재하고 가압해서, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이 글래스 클로스 함유 수지층(9)을 형성한다. 글래스 클로스 함유 수지 시트로서는, 예를 들면 미쓰비시 가스 주식회사(Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.)로부터 상업적으로 입수 가능한 GHPL-830HS(두께 40㎛)를 사용한다.
이어서, 예를 들면 히타치 비어 메커닉스 주식회사(Hitachi Via Mechanics, Ltd.)의 레이저 장치 LC-2G를 이용해서 글래스 클로스 함유 수지층(9)과 그 아래의 절연성 수지층(7)을 연속적으로 가공하여 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이 글래스 클로스 함유 수지층(9)과 절연성 수지층(7)을 관통해서 하층 배선(5)의 일부를 노출시키는 직경 150㎛의 홀(15)을 만든다. 레이저 가공시에는, 가공에 의해 홀(15)의 저부(底部)에 노출된 금속 재료로, 예를 들면 Cu로 제작된 하층 배선층(5)(또는 하층 배선층(5)에 연결되는 패드여도 된다)이 스토퍼로서 작동해서, 홀(15)의 깊이가 하층 배선층(5)에 도달한 시점에서 가공이 종료될 수 있다. 레이저 가공성에 관해서는, 글래스 클로스 함유 수지층(9)이 글래스 입자 필러를 함유하는 절연성 수지층(7)보다도 열등하다. 일반적으로, 서로 다른 재료에 연속해서 홀 형성 가공을 실시하는 경우, 먼저 레이저 가공성이 양호한 재료에 이어서 레이저 가공성이 열등한 재료를 가공하려고 하면, 전자의 가공으로부터 후자의 가공으로 이행하는 단계에서 가공 직경의 축소와 같은 불편이 발생한다. 반면, 레이저 가공성이 열등한 글래스 클로스 함유 수지층(9)을 먼저 가공하고, 계속해서 레이저 가공성이 양호한 절연성 수지층(7)을 가공하면, 가공 직경의 축소와 같은 불편에 고민하지 않고, 글래스 클로스 함유 수지층(9)에 형성한 상기 홀과 실질적으로 동일한 직경의 홀을 하층의 절연성 수지층(7)에 만들 수 있다. 또한, 이 상층의 글래스 클로스 함유 수지층(9)과 하층의 절연성 수지층(7)의 일괄적인 홀 형성 가공에서는, 대구경 홀 형성 가공 후에 상기 대구경 내에 그보다 구경이 작은 홀을 다른 공정에서 만드는 특허문헌 1에 기재된 방법으로는 피할 수 없는 정밀한 레이저 가공 정밀도 문제에 직면하지도 않는다.
다음으로, 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 상기 홀(15)은 비어 홀(17)을 형성하기 위한 일반적인 수법에 의해 Cu 도금으로 충전된다. 그 후, 상층 배선층(13)도 일반적인 수법으로 형성될 수 있다. 상기 상층 배선층(13) 위에 절연층과 배선층의 또다른 쌍(도시 생략)이 형성될 수 있다.
이제까지 본 발명에 따른 적층 제품을 다층 기판을 예로 들어 설명했다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 상기 적층 제품은 글래스 클로스 함유 수지의 층을 보강층으로서 포함하는 각종 다층 구조의 제품, 예를 들면 패키지 제품 등 에도 응용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 적층 제품은 상기와 같은 각종 제품을 포함한다는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 따르면, 상층과 하층 배선층 사이에 개재하는 복합 절연층을 구성하는 글래스 클로스 함유 수지층과 그 아래의 절연성 수지층을 일괄적으로 레이저 가공함으로써 형성한 연속적인 관통 홀을 사용해서 제작된 비어 홀을 제공할 수 있다. 서로 다른 수지층의 형성과 각각 상기 수지층들의 레이저 가공을 필요로 하는 종래의 비어 홀 형성 방법의 경우에는 2개의 층의 일괄적인 레이저 가공에 비해서 고도의 레이저 가공 정밀도가 요구된다. 반면, 상기 글래스 클로스 함유 수지층과 그 아래의 상기 절연성 수지층의 일괄적인 레이저 가공이 가능한 본 발명에 따른 적층 제품은, 보다 간단한 공정과 낮은 비용으로 다층 제품을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 종래 기술에 의한 2회의 레이저 가공에 의해 최종적으로 형성된 소구경 홀의 도통 처리에 비해서 관통 홀의 도통 처리가 보다 간단히 행해질 수 있다.

Claims (8)

  1. 교대로 적층되는 배선층과 절연층, 및
    상기 절연층을 관통하는 비어 홀(via hole)에 의해 전기적으로 접속되는 다른 배선층을 포함하고,
    상기 절연층 중의 적어도 하나는 하층 배선층 위의 절연성 수지층과 그 위의 글래스 클로스(glass-cloth) 함유 수지층을 포함하는 적층체이고,
    상기 적층체에서 상기 비어 홀은 상기 글래스 클로스 함유 수지층으로부터 절연성 수지층까지 연속적으로 관통하고 있는 적층 제품.
  2. 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 적층 제품의 제조 방법으로서,
    배선층을 구비한 하층 기판 위에 적어도 1쌍의 절연층과 배선층을 교대로 적층하는 공정,
    서로 다른 배선층간을 절연층을 관통하는 비어 홀로 전기적으로 접속하는 공정,
    절연층 중의 적어도 하나를 하층 배선층 위에 연속적으로 형성한 절연성 수지층 및 글래스 클로스 함유 수지층을 포함하는 적층체로서 제작하는 공정, 및
    상기 적층체를 레이저 가공해서 비어 홀 형성용의 홀(hole)을 글래스 클로스 함유 수지층으로부터 절연성 수지층까지 연속적으로 형성하는 공정을 포함하는 적층 제품의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 글래스 클로스 함유 수지층은 레이저 가공성이 절연성 수지층보다 열등한 적층 제품.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 클로스 함유 수지층은 레이저 가공성이 절연성 수지층보다 열등한 적층 제품의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비어 홀의 직경은 100~300㎛인 적층 제품.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 비어 홀의 직경은 100~300㎛인 적층 제품의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비어 홀의 직경은 150~200㎛ 정도인 적층 제품.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 비어 홀의 직경은 150~200㎛ 정도인 적층 제품의 제조 방법.
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