KR20070035321A

KR20070035321A - 고밀도 인쇄회로기판 제조방법

Info

Publication number: KR20070035321A
Application number: KR1020050090020A
Authority: KR
Inventors: 강명삼
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-03-30
Also published as: DE102006045127A1; JP4405993B2; JP2007096312A; KR100797698B1; US20070070613A1

Abstract

본 발명은 원재료로서 종래의 동박적층판(CCL)을 사용하지 않음으로써, 박형의 인쇄회로기판을 제조할 수 있고, 종래의 인쇄회로기판 제조 방법에서 발생하던 문제점들을 해결할 수 있는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 고밀도 인쇄회로기판 제조방법은 동기판의 일면에 일정한 깊이로 회로패턴을 형성하는 단계; 상기 기판의 회로패턴이 형성된 면에 절연층을 적층하는 단계; 및 상기 기판을 에칭하여 상기 회로 패턴을 노출시키는 단계를 포함한다.

고밀도, 동박적층판, 동기판, 에칭, 도금

Description

고밀도 인쇄회로기판 제조방법 {Manufacturing method of high density printed circuit board}

도1a 내지 도1d는 종래의 세미 애디티브 공법에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸다.

도2a 내지 도2g는 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 인쇄회로기판의 제조 방법을 나타낸다.

도3a 내지 도3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 4층 인쇄회로기판 제작방법에서 중심층의 제조방법을 나타낸다.

도4a 내지 도4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 4층 인쇄회로기판 제작방법에서 추가층 적층방법을 나타낸다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

31a,31b : 동기판 32 : 절연층

33 :　비아홀 34 :　도금층

35 :　중심층 36a,36b : 절연층

37a,37b :　추가 동기판 38 : 비아홀

39 : 도금층 40 : 솔더 레지스트

본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 원재료로서 종래의 동박적층판(CCL)을 사용하지 않음으로써, 박형의 인쇄회로기판을 제조할 수 있고, 종래의 인쇄회로기판 제조 방법에서 발생하던 문제점들을 해결할 수 있는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

종래의 인쇄회로기판 제작공정 중에 회로형성을 위한 방법으로는 텐팅(Tenting)공법(에칭공법)과 애디티브(Additive)공법으로 나누어 진다.

텐팅 공법은 동박적층판에 일정한 두께로 형성되어 있는 동박 위에 에칭 레지스트 패턴을 형성하고, 기판을 에칭액에 담금으로써 회로가 아닌 부분을 식각하여 회로패턴을 형성하는 방법이다.

최근에 널리 사용되는 애디티브공법은 동박적층판에 도금 레지스트 패턴을 형성하고, 회로가 될 부분만 도금에 의해 형성한 다음 도금 레지스트를 제거하여 회로 패턴을 구현하는 방법이다.

텐팅공법은 제조비용이 낮은 대신 미세 회로패턴(fine pattern)을 형성하는데 그 한계점을 가지고 있으며, 그 한계점을 해결하기 위한 방법으로 등장한 방법이 애디티브공법이다.

도1a에서, 동박(12)과 보강기재(11)로 이루어진 동박적층판(CCL)의 동박(12) 표면에 도금 레지스트(13)를 도포하고 현상하여, 도금 레지스트 패턴을 형성한다.

통상적으로 사용되는 동박적층판의 동박(12)의 두께는 0.5㎛~3㎛ 정도이다. 도금 레지스트(13)로는 통상적으로 감광성의 드라이 필름이 사용된다.

도1b에서, 전해 도금을 통해 도금층(14)을 형성한다. 도금시 동박(12)은 시드 레이어(seed layer) 역할을 하게 된다. 그러나, 이때 도금에 의해 형성되는 도금층(14)의 두께는 도금시에 발생하는 편차로 인해 모든 면에 일정한 두께를 가질 수 없다.

도1c에서, 도금이 완료된 후 남아있는 도금 레지스트(13)를 박리해 준다.

이 때, 도금 레지스트(13)를 박리할 때는 기판을 박리액에 담궈서 제거하게 되는데, 이때 도금 레지스트(13)가 완전히 제거되지 않고 도금층(14)의 측벽에 잔존물이 남는 문제점이 있다.

그리고 나서, 도1d에서, 동박(12) 중 회로 패턴이 되지 않는 부분을 소프트 에칭으로 제거하여 원하는 회로 패턴만을 남기면, 회로 패턴이 형성된다.

그러나 위와 같은 애디티브공법은 사용원자재나 그 제조방법의 복잡성으로 인하여 제조비용을 상승시키는 문제점을 갖고 있었다.

이러한 제조비용 상승은 전자부품의 상용화 증가추세로 인하여 전자부품의 제 조비용이 상당히 빠르게 감소하고 있는 상황에서 문제점을 갖는다.

이와 관련하여, 미국 특허 제5,872,338호 등의 문헌에는 고밀도 인쇄회로기판을 제조하기 위한 다양한 방법들을 개시하고 있으나, 이들은 종래의 방법에 비해 더 복잡하고 고비용의 단점을 여전히 갖고 있다.

미세 회로 패턴을 구현하면서도 제조 방법이 간단하고 제조 비용을 낮출 수 있는 새로운 인쇄회로기판 제조방법이 요구된다.

본 발명은 원재료로써 종래의 동박적층판을 사용하지 않는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 보다 간단하고 제조비용을 낮출 수 있는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 보다 박형의 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 보다 고밀도의 미세회로 패턴을 형성할 수 있는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 고밀도 인쇄회로기판 제조방법은, 동(copper) 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 양면에 에칭 레지스트를 도포하는 단계; 상기 기판의 일면의 에칭 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 기판을 일정한 깊이로 에칭하여 회로패턴을 형성하는 단계; 및 상기 에칭 레지스트를 제거하는 단계; 상기 기판의 회로패턴이 형성된 면에 절연층을 적층하는 단계; 및 상기 기판을 에칭하여 상기 회로 패턴을 노출시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 고밀도 인쇄회로기판 제조방법은, 일면에 일정한 깊이로 회로패턴이 형성된 복수의 동 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 회로패턴 사이에 절연층을 삽입 적층하는 단계; 상기 기판에 비아홀을 형성하는 단계; 상기 비아홀이 충진되도록 상기 기판을 도금하는 단계; 상기 회로패턴이 노출되도록 표면에칭하여 중심층을 형성하는 단계; 상기 중심층의 양면에 추가 회로층을 적층하는 단계; 및 상기 기판의 외층에 후처리를 하는 단계를 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도2a 내지 도2g는 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 인쇄회로기판의 제조 방법을 나타낸다. 도2a 내지 도2g를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명한다.

우선, 도2a에 도시된 바와 같은 동(copper)기판(21)을 준비한다. 본 발명에 따른 동기판(21)은 종래의 제조방법에서 원재료층으로 사용되는 동박적층판(CCL)의 동박층 보다 두꺼운 것으로 40㎛이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법에서는, 보강기재 및 동박으로 구성되 는 동박적층판이 아닌 구리만으로 구성된 동기판(21)을 사용한다. 동기판(21)의 재료는 종래의 동박적층판의 동박층으로 사용되는 구리 재질과 동일한 재질을 사용할 수 있다.

동기판(21)의 표면에는 제조 공정 중의 각종 화학적, 물리적 처리를 원활히하고 추후 공정에 접착될 절연층과의 접착력 향상을 위해 적절한 조도(roughness)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

도2b에서, 기판(21)의 양면에 에칭 레지스트, 예컨대 감광성 에칭 레지스트인 드라이 필름(22a,22b)을 도포하고, 그 한쪽면의 드라이 필름(22b)에만 노광 및 현상 공정을 거쳐 에칭 레지스트 패턴을 형성한다.

도2c에서, 기판(21)을 에칭액에 담궈 기판(21)의 하면에 회로 패턴을 형성한다. 드라이 필름(22b)이 있는 부분에는 에칭액이 침투하지 않아 에칭이 되지 않고, 드라이 필름(22b)이 없는 부분만 식각되어 회로 패턴이 형성된다.

이때 기판(21)의 에칭 깊이는 에칭되지 않고 남아있는 기판 표면보다 충분히 깊게 에칭을 하되, 그 깊이가 기판(21)의 중심 부근까지 미치도록 에칭을 하는 것이 바람직하다. 에칭 깊이는 기판(21)을 에칭액에 담그는 시간 길이에 따라 달라진다.

에칭 공정 후에 에칭 레지스트(22a,22b)를 제거한다.

에칭 레지스트(22a,22b) 제거후에는 이후 절연층(23)과의 접착력 향상을 위해 기판(21)의 회로패턴이 형성된 면에 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이 때 행하는 표면처리는 흑화처리 또는 브라운 흑화 처리 등이 바람직하다.

그리고 나서, 도2d에 도시된 바와 같이, 절연층(23)과 기판(21)을 적층하기 위해 정확한 위치에 배치하고 고정한다. 절연층(23)으로는 다층 인쇄회로기판 제조시에 층간 절연용으로서 열을 가할 때 적절한 접착력을 갖는 프리프렉을 사용하는 것이 바람직하다. 절연층(23)과 기판(21)을 고정할 때는 리벳(rivet)을 사용하는 것이 바람직하다.

프리프렉은 유리섬유 소재에 접착제를 함침시킨 재질로서, 회로패턴이 형성된 회로층들 사이에 삽입되어 회로층들 사이의 절연역할을 함과 동시에 층들 사이의 접착층의 역할도 하게 된다.

절연층(23)을 도2d와 같이 배치한 후에 상하면에서 가열 가압하면 도2e와 같이 절연층(23)의 상면이 기판(21)에 형성된 회로패턴으로 밀려들어가고, 절연층(23)이 프리프렉인 경우 접착제가 흘러나와 기판(21)과 절연층(23)이 완전히 밀착된다.

절연층(23) 적층이 완료 된 후에는 기판(21)을 에칭액에 담그고 도2f의 점선(24) 까지 기판(21)을 에칭하여, 프리프렉(23)의 반대면이 노출시켜 회로패턴을 드러하게 한다. 이 때 프리프렉은 금속재질이 아니기 때문에 에칭액에 아무런 반응도 하지 않는다. 에칭이 완료되면, 도2g와 같이 절연층(23)의 일면에 회로 패턴이 형성된 형태의 단면 인쇄회로기판이 완성된다. 기판의 표면에는 후처리로서 회로 보호를 위한 솔더 레지스트를 도포하는 것이 바람직하다.

위와 같은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조 공정에서는 도금한 후에 도금 레지스트를 제거하는 공정이 없기 때문에 도금 레지스트가 도금층의 측벽에 잔존하 는 문제점이 원천적으로 차단된다.

도3a에 도시된 바와 같이, 각각 그 일면에 2층, 3층 회로가 될 회로 패턴이 형성된 동기판(31a,31b)을 별개의 공정을 통해 제작한다.

회로패턴 형성 공정은 동기판(31a,31b)에 도2a 내지 도2c에 도시된 방법을 동일하게 적용함으로써 수행할 수 있다.

도3b에서, 동기판(31a,31b)을 회로패턴이 형성된 면이 마주보도록 배치하고, 그 사이에 절연층(32) 예컨대 프리프렉을 배치하여 각 층들을 정확한 위치에 고정한다. 이때 각 층들은 리벳을 사용하여 고정하는 것이 바람직하다.

동기판(31a,31b)을 적층하기 전에는 절연층(32)과의 접착력을 높이기 위해 흑화처리 또는 브라운 흑화 처리 등의 표면처리를 행하는 것이 바람직하다.

도3c에서, 이와 같이 배치된 동기판(31a,31b)이 절연층(32)을 상하면에서 가열 가압하여 적층한다. 절연층(32)의 상면이 동기판(31a,31b)에 형성된 회로패턴으로 밀려들어가고 절연층(32)에서 접착 성분이 흘러나오면서 동기판(31a,31b)과 절연층(32)은 완전히 밀착된다.

도3d에서, 드릴링 공정에 의해 기판(31a,31b) 간의 신호 연결을 위한 비아홀(33)을 기판의 소정 위치에 형성한다. 이 때의 드릴링 공정은 기판(31a,31b)을 드 릴링하여야 하기 때문에 CNC 드릴을 이용한 기계적 드릴링이 바람직하다.

도3e에서, 기판 전체를 동도금하여 동도금층(34)을 형성한다. 동도금층(34)이 비아홀(33)의 내벽을 도금하면서 비아홀(33)의 내부를 충진하게 된다.

도3f에서, 도금후에 표면에칭을 통하여 동도금층(34)과 동기판(31a,31b)의 표면을 에칭하여 절연층(32)의 패턴이 외부에 노출되도록 한다. 이와 같은 공정을 통해, 4층 인쇄회로기판의 2층 및 3층 회로패턴이 상하면에 형성되어 있는 중심층(35)이 형성된다.

도4a 내지 도4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 4층 인쇄회로기판 제작방법에서 추가 적층방법을 나타낸다.

일면에 회로 패턴이 형성된 동기판(37a,37b)을 준비하고, 도4a에 도시된 바와 같이 도3a 내지 도3f에 도시된 방법으로 형성한 중심층(35)의 양쪽으로 배치하고, 그 사이에 절연층(36a,36b)를 배치하여 정렬하여 고정한다. 이때 각 층들은 리벳을 사용하여 고정하는 것이 바람직하다.

동기판(37a,37b)은 도3a의 동기판(31a,31b)와 동일한 방법으로 제조된 동기판을 사용할 수 있다. 마찬가지로, 절연층(36a,36b)도 절연층(32)과 동일한 재질의 프리프렉을 사용할 수 있다.

동기판(37a,37b)에 형성된 회로패턴은 최종 제품의 제1층과 제4층을 구성하며, 회로패턴 설계시에 이하 설명될 레이저 가공을 위한 비아홀 부분 및 비아홀 연 결을 위한 패드 구조를 포함하도록 설계된다.

도4b와 같이, 기판의 상하면을 가열 가압하면 절연층(36a,36b)이 기판(37a,37b)의 회로 패턴 사이로 밀려들어가면서 완전히 밀착된다.

그리고 나서, 도4c와 같이 기판의 상하면을 표면 에칭하여 절연층(36a,36b)이 외부에 드러나도록 한다. 이 때 에칭은 절연층(36a,36b)이 노출되어 기판(37a,37b)에 형성된 회로 패턴의 회로간 쇼트(short)가 발생하지 않을 만큼만 진행한다. 에칭 정도는 기판을 에칭액에 담그는 시간을 제어함으로써 조절할 수 있다.

도4d에서, 중심층(35)의 제2,3층 회로 패턴과 제3,4층 회로패턴을 연결하기 위한 비아홀(38)을 가공한다. 이때 비아홀(38)은 레이저 가공에 의해 형성할 수 있으며, 비아홀(38)이 형성될 위치에 기판(37a 또는 37b)의 구리 부분이 도4c의 에칭 공정에 의해 모두 제거되도록 기판(37a 또는 37b)의 회로 패턴을 형성한다.

비아홀(38) 위치에 구리 부분이 없으므로 미세 가공이 가능한 레이저 드릴링으로 비아홀(38)의 깊이를 정확하게 조절할 수 있다.

도4e에서, 비아홀(38)의 내부를 도금으로 충진한다.

도4f에서, 기판의 표면에 후처리로서 회로 보호를 위한 솔더 레지스트(40)를 도포하면, 본 발명에 따른 고밀도 4층 인쇄회로기판이 완성된다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 따르면, 원재료로써 종래의 동박적층판이 불필요하고, 종래의 세미애디티브 공법보다 간단한 공정에 의해 수행되므 로, 기판을 제작하는데 있어서 제조비용을 낮출 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 따르면, 종래의 세미 애디티브 공법에 의한 회로패턴 형성시 발생할 수 있는 불량들, 예컨대 회로 끊어짐, 도금 레지스트 미박리 등의 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 따르면, 동박적층판을 사용하지 않으므로, 얇은 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 따르면, 미세회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 따르면, 종래 기술에서 화학동에 의해 미세 회로 패턴 형성시에, 도금 레지스트를 박리한 후에 회로 패턴이 보강기재에서 떨어지는 문제점을 해결할 수 있다.

이상 본 발명을 실시예를 참조하여 설명하였으나, 이상의 설명한 실시예들은 하나의 예시로서, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의해 정해지고, 당업자들은 본 발명의 범위에 속하는 범위 내에서 위 실시예 들에 다양한 변형을 가할 수 있음을 이해할 것이며, 이들은 모두 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

동기판의 일면에 일정한 깊이로 회로패턴을 형성하는 단계;

상기 기판의 회로패턴이 형성된 면에 절연층을 적층하는 단계; 및

상기 기판을 에칭하여 상기 회로 패턴을 노출시키는 단계;

를 포함하는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 동기판의 두께는 40㎛ 이상인 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 동기판의 일면에 일정한 깊이로 회로패턴을 형성하는 단계는,

상기 기판의 양면에 에칭 레지스트를 도포하는 단계;

상기 기판의 일면의 에칭 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

상기 기판을 일정한 깊이로 에칭하여 회로패턴을 형성하는 단계; 및

상기 에칭 레지스트를 제거하는 단계;

를 포함하는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 절연층을 적층하는 단계는,

상기 절연층을 표면처리하는 단계; 및

상기 절연층을 상기 기판의 회로패턴이 형성된 면에 가열가압하는 단계를 포함하는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
일면에 회로패턴이 일정한 깊이로 형성된 복수의 동 기판을 준비하는 단계;

상기 기판의 회로패턴 사이에 절연층을 삽입 적층하는 단계;

상기 기판에 비아홀을 형성하는 단계;

상기 비아홀이 충진되도록 상기 기판을 도금하는 단계;

상기 회로패턴이 노출되도록 표면에칭하여 중심층을 형성하는 단계;

상기 중심층의 양면에 추가 회로층을 적층하는 단계; 및

상기 기판의 외층에 후처리를 하는 단계;

를 포함하는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 동기판의 두께는 40㎛ 이상인 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 추가 동기판의 두께는 40㎛ 이상인 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 추가 회로층을 적층하는 단계는,

절연층 및 일면에 일정한 깊이로 회로패턴이 형성된 추가 동기판을 준비하는 단계;

상기 중심층에 상기 절연층 및 추가 동기판을 적층하는 단계;

에칭 공정에 의해 상기 추가 동기판의 회로패턴을 노출시키는 단계;

상기 추가 동기판에 비아홀을 형성하는 단계; 및

상기 비아홀이 도금되도록 상기 기판을 도금하는 단계;

를 포함하는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
제5항에 있어서,

절연층을 삽입 적층하는 단계는,

상기 동기판의 일정깊이로 회로패턴이 형성된 표면을 흑화처리 또는 브라운 흑화처리하는 단계를 포함하는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 후처리하는 단계는,

상기 추가 동기판의 외층 회로에 솔더 레지스트를 도포하는 단계를 포함하는 고밀도 인쇄회로기판 제조방법.