KR20070050253A - 다층인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 제조방법은 a)베이스 필름을 재단하는 단계: b)상기 베이스 필름 상, 하측 표면에 스퍼터링 공정을 수행시켜 동입자를 증착시키는 단계; c)상기 스퍼터링 증착면 위에 카퍼 플레이팅 공정을 수행시켜 동도금층을 형성하는 단계; d)상기 동도금층 상면에서 에칭공정을 수행시켜 내층회로를 형성하는 단계; e)상기 내층회로 상면에 보호층을 접합시키는 단계; f)상기 보호층 상면에서 드릴공정을 수행시켜 보호층 및 내층회로가 관통되는 복수개의 관통홀을 형성시키는 단계; g)상기 관통홀이 형성된 보호층 상면에 스퍼터링 공정을 수행시켜 동입자를 증착시키는 단계; h)상기 스퍼터링 증착면 위에 카퍼 플레이팅 공정을 수행시켜 동도금층을 형성하는 단계; i)상기 동도금층 상면에서 에칭공정을 수행시켜 외층회로를 형성하는 단계; j)상기 외층회로 상면에서 인쇄공정을 수행시켜 PSR인쇄층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다층인쇄회로기판, 스퍼터링, 카퍼 플레이팅

Description

다층인쇄회로기판 및 그 제조방법{Manufacturing method for Multi-layer PrintedCircuit Board}

도 1은 종래기술의 다층인쇄회로기판의 제조공정을 설명하기 위한 공정도.

도 2는 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 제조공정을 설명하기 위한 공정도.

도 3은 도 2의 공정으로 제조된 다층인쇄회로기판을 개략적으로 도시한 사시도.

도 4a는 종래기술로 제작된 다층인쇄회로기판의 층별 두께를 표로 재구성한 대조표.

도 4b는 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 층별 두께를 표로 재구성한 대조표.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

110: 내층회로부 111: 베이스필름

113: 스퍼터링증착면 115: 동도금층, 내층회로

120: 보호층 121: 보호필름

123: 접착제 130: 외층회로부

131: 스퍼터링증착면 133: 동도금층, 외층회로

135: PSR 인쇄층

본 발명은 다층인쇄회로기판에 관한 것으로서, 특히 필름 표면에 동입자를 스퍼터링 증착함으로서, 제조공정을 간소화시켜 생산효율을 향상시키는 한편 회로기판의 두께를 박형으로 제작할 수 있도록 한 다층인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

현재, 접고 구부리고 꺽는 것이 가능한 연성인쇄회로기판의 경우, 전자기기의 소형화, 다기능화로 인해 다층화가 필연적이다, 이와 같은 다층화는 연성인쇄회로기판의 연성을 손상시킬 수밖에 없는 문제가 있는데, 이러한 문제를 보완하기 위한 방법으로 굴곡성 및 연성이 요구되는 부분에 대해서는 다층화 작업 시에 사용되는 층간접착제의 일부를 미리 가공하여 접착이 이루어지지 않도록 하는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 이와 같은 작업을 수행하기 위해서는 추가적인 가공시간, 가공지그, 기기 등이 필요하게 되고, 이로 인한 제조 원가상승의 압력으로 작용하게 되는 문제점이 있다.

도 1은 종래기술의 다층인쇄회로기판의 제조공정을 설명하기 위한 공정도.

동 도면에서와 같은 종래기술의 제조공정을 설명하면, 우선 FCCL(동박 호일+ 폴리이미드+동박 호일)필름이 소정 크기로 재단된다.(S1)

그리고, 상기 재단된 FCCL 필름 위에 내층회로를 형성하기 위해 에칭공정을 수행하도록 한다.(S2)

그런 다음, 상기와 같은 식각공정을 통해 형성된 내층회로 상면에 보호층이 접합되도록 한다.(S3)

이때, 상기 보호층은 폴리이미드 재질로 이루어진 보호필름과 상기 보호필름을 내층회로 상면에 접합시키기 위한 접착제로 이루어진다.

그리고 나서, 상기 보호층 상면에 본딩시트를 이용해 FCCL(폴리이미드+동박 호일)필름이 적층되도록 한다.(S4)

그리고 나서, 상기 FCCL(폴리이미드+동박 호일)필름 상면에 카퍼 플레이팅(Copper plating: 전기동) 공정을 수행시켜 동도금층이 형성되도록 한다.(S5)

그런 다음, 상기 동도금층이 형성된 상면에서 드릴공정을 수행시켜 복수개의 관통홀이 형성되도록 한다.(S6)

그리고 나서, 디스미어공정을 수행시켜 관통홀 내벽에 붙어 있는 가공 칩과 같은 불순물들이 제거되도록 한다.(S7)

그런 다음, 화학동(S8)을 거친 다음, 카퍼 플레이팅(Copper plating: 전기동) 공정을 수행시켜 동도금층이 형성되도록 한다.(S9)

그런 다음, 상기 동도금층 상에 외층회로를 형성하기 위한 에칭공정이 수행되도록 한다.(S10)

그리고 나서, 상기 외층회로 상면에서 인쇄공정을 수행시켜 PSR인쇄층이 형 성되도록 한다.(S11)

그러나, 상기와 같은 공정으로 이루어진 종래기술의 다층인쇄회로기판의 제조방법은 제조공정이 복잡한 문제가 있고, 고가의 FCCL필름 사용에 따른 제조원가 상승의 문제가 있다.

또한, 적층공정이 복잡하고, 이로 인한 부자재의 사용이 증가됨에 따라 다층인쇄회로기판의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.

그리고, 상기 종래기술은 드릴공정(S6)을 수행함에 있어서, 관통접속 홀(PTH ; Plating Through Hole)을 가공하기 위한 기계드릴공정과 층간접속 홀(IVH ; Interstitial Via Hole)을 형성하기 위한 레이저드릴공정이 병행될 수 있는데, 상기 레이저드릴 공정은 co2레이저를 이용한 가공법과, UV레이저를 이용한 가공법이 사용될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 co2레이저는 홀의 가공상태가 깨끗한 반면, 동도금층을 직접 가공시키지 못하는 문제가 있어, co2레이저 가공 전에 반드시 가공부위의 동도금층을 제거시켜주어야 하기 때문에 별도의 컨포멀(conformal)에칭공정을 수행하해주어야 하는 번거로움과, 작업공정의 증가로 인한 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 상기 UV레이저를 이용한 가공법은 컨포멀(conformal)에칭공정 없이 그대로 홀 가공작업이 가능한 반면, 홀 상태가 양호하지 못해, 홀 가공 후에는 반드시 별도의 디스미어공정을 수행시켜서 관통홀 내벽에 붙어 있는 가공 칩 등의 불순물을 제거해 주어야 하는 문제가 있고, 이로 인해 작업공정이 번거롭게 됨에 따라 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 FCCL (Flexible Copper Clad Laminate)을 사용하지 않고도 연성인쇄회로기판을 제조할 수 있음은 물론 다층용 접착시트나 동박 호-일(Copper foil) 등의 부자재의 사용이 생략될 수 있도록 하는 다층인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기존공정 대비 적층공정을 간소화시킴으로서, 제조시간을 단축시키는 동시에 생산량이 증가되도록 하는 다층인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 제조방법은 a)베이스 필름을 재단하는 단계: b)상기 베이스 필름 상, 하측 표면에 스퍼터링 공정을 수행시켜 동입자를 증착시키는 단계; c)상기 스퍼터링 증착면 위에 카퍼 플레이팅 공정을 수행시켜 동도금층을 형성하는 단계; d)상기 동도금층 상면에서 에칭공정을 수행시켜 내층회로를 형성하는 단계; e)상기 내층회로 상면에 보호층을 접합시키는 단계; f)상기 보호층 상면에서 드릴공정을 수행시켜 보호층 및 내층회로가 관통되는 복수개의 관통홀을 형성시키는 단계; g)상기 관통홀이 형성된 보호층 상면에 스퍼터링 공정을 수행시켜 동입자를 증착시키는 단계; h)상기 스퍼터링 증착면 위에 카퍼 플레이팅 공정을 수행시켜 동도금층을 형성하는 단계; i)상기 동도금층 상면에서 에칭공정을 수행시켜 외층회로를 형성하는 단계; j)상기 외층회로 상면에서 인쇄공정을 수행시켜 PSR인쇄층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판은 베이스필름 상, 하측 표면에 동입자가 초박막형태로 스퍼터링 증착되고, 스퍼터링 증착면 상측에 동도금층이 형성되며, 상기 동도금층이 에칭공정을 통해 내층회로를 형성하도록 된 내층회로부; 상기 내층회로부 상면을 보호하기 위해 접착제를 이용해 접합되는 보호층 및 상기 보호층 상면에 동입자가 초박막형태로 스퍼터링 증착되고, 상기 스퍼터링 증착면 상측에 동도금층이 형성되며, 상기 동도금층이 에칭공정을 통해 외층회로를 형성하도록 된 외층회로부를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 제조공정을 설명하기 위한 공정도로서, 동 도면에서와 같은 본 발명의 제조공정은 설명하면, 우선 폴리이미드 등의 재질로 이루어진 베이스 필름이 소정의 크기로 재단된다.(S110)

상기 재단된 베이스 필름은 스퍼터링 공정을 거쳐 상, 하측 표면에 동입자를 증착시키게 된다.(S120) 이때, 상기 스퍼터링 공정이라 함은 플라즈마 상태로 동 입자가 활성화된 챔버에 베이스 필름을 넣어 상기 베이스필름 상, 하측 표면에 미세 동입자들이 증착되도록 하는 공정을 일컫는다.

여기서, 상기 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 베이스필름 표면에 증착되는 동입자의 두께는 0.1㎛ ~ 0.2㎛이내가 되도록 하는 것이 바람직하다.

그런 다음, 상기와 같은 스퍼터링 증착면 위에 카퍼 플레이팅(Copper plating: 전기동) 공정을 수행시켜 동도금층이 형성되도록 한다.(S130)

여기서, 상기 동도금층은 10~12㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 동도금층 상면에서 내층회로를 형성하기 위해 에칭공정을 수행하도록 한다.(S140) 이때 상기의 에칭공정은 음각 또는 양각 패턴이 형성된 마스크를 정렬하는 단계와, 상기 마스크 위에 식각공정을 수행하는 단계로 이루어진다.

그런 다음, 상기와 같은 식각공정을 통해 형성된 내층회로 상면에 보호층이 접합되도록 한다.(S150) 이때 상기 보호층은 폴리이미드 재질로 이루어진 보호필름과 상기 보호필름을 내층회로 상면에 접합시키기 위한 접착제로 이루어진다.

상기와 같이 보호층이 접합되고 나면, 보호층 상면에서 드릴공정을 수행시켜 보호층 및 내층회로가 관통되는 복수개의 관통홀을 형성시키게 된다.(S160)

여기서, 상기 드릴공정은 관통접속 홀(PTH ; Plating Through Hole)을 가공하기 위한 기계드릴공정이 사용됨은 물론이고, 층간접속 홀(IVH ; Interstitial Via Hole)을 형성하기 위한 레이저드릴공정이 포함될 수 있다.

이때, 상기 관통접속 홀의 가공은 기계드릴 이외에도 금형공정을 통해 가공 되도록 할 수도 있다.

여기서, 상기 층간접속 홀(IVH)의 가공은 co2레이저를 이용한 드릴공정을 수행하게 되는데, 상기 co2레이저는 보호층(120)을 관통한 후, 내층회로부(110)의 동도금층(115)에서 관통이 저지됨으로서, 관통깊이 조절을 위한 별도의 조정작업이 필요없게 된다.

이와 같은 방식의 본 발명은 종래기술에서와 같은 컨포멀 에칭공정(구리층을 제거하기 위한 에칭공정)을 수행하지 않고도, 홀(IVH) 단면이 깨끗하게 가공될 뿐 아니라, 빌드업 기판의 제작이 가능한 이점이 있다.

따라서, 본 발명은 홀(IVH) 가공 후에 홀 내벽에 붙어있는 가공 칩 또는 불순물들을 제거하기 위한 일련의 공정(디스미어공정)을 수행하지 않아도 되는 편리함을 갖게 된다.

그런 다음, 상기와 같은 드릴공정을 통해 관통홀이 형성된 보호층 상면에 스퍼터링(Sputtering) 공정을 수행시켜 동입자가 증착되도록 한다.(S170)

이때, 상기 스퍼터링 증착면은 0.1㎛ ~ 0.2㎛이내가 되도록 하는 것이 바람직하고, 상기 스퍼터링 증착면 위에 카퍼 플레이팅(Copper plating: 전기동) 공정을 수행시켜 동도금층이 형성되도록 한다.(S170)

그리고, 상기 동도금층 상면에서 외층회로를 형성하기 위한 에칭공정을 수행하게 되는데, 상기 에칭공정은 음각 또는 양각 패턴이 형성된 마스크를 정렬하는 단계와, 상기 마스크 위에 식각공정을 수행하는 단계를 포함하게 된다.(S190)

그런 다음, 상기 외층회로 상면에서 인쇄공정을 수행시켜 PSR인쇄층이 형성 되도록 한다.(S200) 여기서, 상기 PSR인쇄층은 외층회로를 보호하는 역할을 하게 되는데, 절연특성 갖는다.

도 3은 도 2의 공정으로 제조된 다층인쇄회로기판을 개략적으로 도시한 사시도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판은 크게 내층회로부(110)와, 보호층(120)과, 외층회로부(130)로 구성된다.

상기 내층회로부(110)는 베이스필름(111) 상, 하측 표면에 동입자가 초박막형태로 스퍼터링 증착되고, 스퍼터링 증착면(113) 상측에 동도금층(115)이 형성되며, 상기 동도금층(115)이 에칭공정을 통해 내층회로(115)를 형성하게 된다.

상기 보호층(120)은 내층회로부(110) 상면을 보호하기 위해 폴리이미드 필름으로 이루어진 보호필름(123)을 접착제(121)를 접합시키도록 한다.

상기 외층회로부(130)는 상기 보호층(120) 상면에 동입자가 초박막형태로 스퍼터링 증착되고, 상기 스퍼터링 증착면(131) 상측에 동도금층(133)이 형성되며, 상기 동도금층(133)이 에칭공정을 통해 외층회로(133)를 형성하게 된다.

여기서, 상기 베이스필름(111)은 폴리이미드 필름을 사용할 수 있다. 또한, 상기와 같은 스퍼터링 증착면(113)(131)의 두께는 0.1㎛ ~ 0.2㎛이내인 것이 바람직하다.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 외층회로부(130) 및 내층회로부(110)를 관통하는 복수개의 관통홀이 형성되도록 할 수 있는데, 각 관통홀은 각종 전기부품들 간에 전기적 연결이 이루어지도록 하는 역할을 하게 된다.

이때, 상기 외층회로부(130)는 PSR인쇄층(135)에 의해 보호된다.

도 4a는 종래기술로 제작된 다층인쇄회로기판의 층별 두께를 표로 재구성한 대조표이고, 도 4b는 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 층별 두께를 표로 재구성한 대조표로서, 동 도면을 통해서 알 수 있듯이 본 발명의 제조방법을 이용해 다층인쇄회로기판을 제조하게 될 경우, 종래기술의 다층인쇄회로기판에 비해 두께가 48%가까이 감소됨을 볼 수 있다.

그리고, 상기와 같은 기술의 본 발명은 다층인쇄회로기판의 층간접착에 필요한 본딩시트를 사용하지 않고도 다층기판의 제조가 가능하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 다층인쇄회로기판의 제조방법을 이용하면 층간접속홀(IVH; Interstitial Via Hole)이 적용된 다층인쇄회로기판의 일종인 빌드업(Build up)기판의 제조가 가능하다.

상기와 같은 본 발명을 연성인쇄회로기판의 제조에 적용하게 되면, FCCL (Flexible Copper Clad Laminate)없이 연성인쇄회로기판을 제조할 수 있음은 물론 다층용 접착시트나 동박 호-일(Copper foil) 등의 부자재의 사용이 생략됨으로서, 다층기판의 두께를 얇게 제작할 수 있게 될 뿐만 아니라, 원자재를 절감할 수 있게 되어 제조단가가 낮아지는 효과를 갖게 된다.

또한, 본 발명은 기존공정 대비 적층공정이 간소화됨에 따라 제조시간이 단 축되고, 이로 인해 생산량이 증가되는 효과가 있다.

Claims (9)

1. a)베이스 필름을 재단하는 단계:

   b)상기 베이스 필름 상, 하측 표면에 스퍼터링 공정을 수행시켜 동입자를 증착시키는 단계;

   c)상기 스퍼터링 증착면 위에 카퍼 플레이팅 공정을 수행시켜 동도금층을 형성하는 단계;

   d)상기 동도금층 상면에서 에칭공정을 수행시켜 내층회로를 형성하는 단계;

   e)상기 내층회로 상면에 보호층을 접합시키는 단계;

   f)상기 보호층 상면에서 드릴공정을 수행시켜 보호층 및 내층회로가 관통되는 복수개의 관통홀을 형성시키는 단계;

   g)상기 관통홀이 형성된 보호층 상면에 스퍼터링 공정을 수행시켜 동입자를 증착시키는 단계;

   h)상기 스퍼터링 증착면 위에 카퍼 플레이팅 공정을 수행시켜 동도금층을 형성하는 단계;

   i)상기 동도금층 상면에서 에칭공정을 수행시켜 외층회로를 형성하는 단계;

   j)상기 외층회로 상면에서 인쇄공정을 수행시켜 PSR인쇄층을 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스 필름은 폴리이미드 필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 d)단계 및 i)단계의 에칭공정은 패턴이 형성된 마스크를 정렬하는 단계와, 상기 마스크 위에 식각공정을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 f)단계의 드릴공정은 레이저 드릴공정에 의한 층간접속홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 e)단계의 보호층은 보호필름과 상기 보호필름을 내층회로 상면에 접합시키기 위한 접착제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판의 제조방법.
6. 베이스필름 상, 하측 표면에 동입자가 초박막형태로 스퍼터링 증착되고, 스퍼터링 증착면 상측에 동도금층이 형성되며, 상기 동도금층이 에칭공정을 통해 내층회로를 형성하도록 된 내층회로부;

   상기 내층회로부 상면을 보호하기 위해 접착제를 이용해 접합되는 보호층 및

   상기 보호층 상면에 동입자가 초박막형태로 스퍼터링 증착되고, 상기 스퍼터링 증착면 상측에 동도금층이 형성되며, 상기 동도금층이 에칭공정을 통해 외층회로를 형성하도록 된 외층회로부;

   를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 베이스필름은 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 스퍼터링 증착면 두께가 0.1㎛ ~ 0.2㎛이내인 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 외층회로부 및 내층회로부를 관통하는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판.

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