KR20100092605A - 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20100092605A
KR20100092605A KR1020090011804A KR20090011804A KR20100092605A KR 20100092605 A KR20100092605 A KR 20100092605A KR 1020090011804 A KR1020090011804 A KR 1020090011804A KR 20090011804 A KR20090011804 A KR 20090011804A KR 20100092605 A KR20100092605 A KR 20100092605A
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polyimide film
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임설희
안재현
이영재
심성보
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 인쇄회로기판은 제1 폴리이미드 필름층; 상기 제1 폴리이미드 필름층 상에 형성된 제2 폴리이미드 필름층; 상기 제2 폴리이미드 필름층에 매립되어 형성된 회로 패턴; 및 상기 제1 폴리이미드 필름층과 상기 제2 폴리이미드 필름층을 관통하는 도전비아를 포함한다.
인쇄회로기판

Description

인쇄회로기판 및 그 제조방법{A PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
회로의 복잡도가 증가하고, 고밀도 및 미세회로 패턴에 대한 요구가 증가함에 따라, 회로가 정상적으로 동작하기 위해 인접 회로 간의 최소 피치(pitch)를 유지하면서 한편으로는 배선 영역을 더욱 확보하기 위해 다양한 형태의 인쇄회로기판이 제시되고 있다.
예를 들어, 미세회로 패턴을 구현하는 데에 있어서 절연체의 증가 없이 절연체에 매립되는 회로 패턴 및 절연체의 외층에 형성되는 회로패턴의 2중의 회로패턴을 형성하여 고밀도 회로 패턴을 가지는 인쇄회로기판이 이용된다.
하지만 이러한 인쇄회로기판은 얇은 절연체 내에 많은 회로패턴이 매립되어 구현되었기 때문에, 상기 인쇄회로기판이 굽혀지는 경우나 충격이 가해지는 경우, 균열이 일어나거나 회로패턴이 손상될 수 있는 문제가 있다.
또한 회로패턴 간의 누전이나 절연결함 때문에 일정한 두께 이하로는 박막화 구현이 어려운 문제가 있다.
실시예는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예는 절연성이 좋고, 박막화된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공한다.
실시예는 내충격성 및 유연성이 개선되어, 신뢰성이 향상된 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 인쇄회로기판은 제1 폴리이미드 필름층; 상기 제1 폴리이미드 필름층 상에 형성된 제2 폴리이미드 필름층; 상기 제2 폴리이미드 필름층에 매립되어 형성된 회로 패턴; 및 상기 제1 폴리이미드 필름층과 상기 제2 폴리이미드 필름층을 관통하는 도전비아를 포함한다.
실시예는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
실시예는 절연성이 좋고, 박막화된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
실시예는 내충격성 및 유연성이 개선되어, 신뢰성이 향상된 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조 물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 6은 실시예에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 설명하는 도면이다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제1 폴리이미드 필름층(110), 상기 제1 폴리이미드 필름층(110)의 양면에 형성되어 있는 제2 폴리이미드 필름층(120), 상기 제2 폴리이미드 필름층(120)에 형성된 회로 패턴(140), 상기 제1 폴리이미드 필름층(110) 및 제2 폴리이미드 필름층(120)을 관통하여 형성된 도전비아(150), 상기 제2 폴리이미드 필름층(120) 상에 선택적으로 형성된 솔더 마스 크(160)와 연결부(170)를 포함한다.
도 2의 (a) 내지 (h)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 2의 (a)를 참조하면, 먼저 제1 폴리이미드 필름층(110)이 준비된다. 그리고 상기 제1 폴리이미드 필름층(110)의 한쪽 면에 액상 폴리이미드를 얇게 도포하여 제2 폴리이미드 필름층(120)을 형성한다.
상기 제1 폴리이미드 필름층(110)과 상기 제2 폴리이미드 필름층(120)은 절연체의 역할을 한다.
폴리이미드(Polyimide)는 주 사슬 중 이미드(imide) 결합을 갖는 중합체를 총칭하는데, 그 특징으로는, 기계적 강도 및 내충격성이 높고, 전기 절연성과 내열성이 좋으며, 유연성이 좋은 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic)의 한 종류이다.
본 발명에서, 상기 제1 폴리이미드 필름층(110) 및 제2 폴리이미드 필름층(120)을 상기 인쇄회로기판의 절연체로 사용함으로써 기존 인쇄회로기판에서 사용되었던 에폭시(Epoxy) 수지 등이 기계적 강도 및 내충격성이 약해서 잘 깨지거나 균열이 생겨서 신뢰성에 문제가 있었던 점을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 폴리이미드 필름층(110) 및 제2 폴리이미드 필름층(120)의 전기 절연성이 좋은 특징은 상기 인쇄회로기판을 더욱 미세하게 구현할 수 있게 하고 기판의 두께도 얇게 할 수 있다. 회로 간의 누전 현상이나 절연 결함 때문에 인접 회로 간에 최소 피치 (회로 중심과 인접 회로와의 중심간의 거리를 '피치'라고 한다.)를 유지해야 하는 필요성이 생기는데, 전기 절연성이 좋다면 최소 피치를 줄일 수 있어서 인쇄회로기판에 대하여 더욱 미세한 회로 패턴이 구현가능하고 기판의 두께도 얇게 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따른 인쇄회로기판의 두께는 50um 이하가 될 수 있다.
또한, 상기 제1 폴리이미드 필름층(110) 및 제2 폴리이미드 필름층(120)의 유연성이 좋은 특징은 상기 인쇄회로기판이 구부러지거나 휘어지는 경우에 있어서도 회로 패턴들이 손상되거나 균열을 일으키지 않게 해주어 인쇄회로기판의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, 회로 패턴(140)이 형성된 캐리어(130)가 준비된다.
상기 캐리어(130)는 금속판 또는 수지로 형성된 판일 수 있으며, 상기 회로 패턴(140)은 금속, 예를 들어 구리, 주석 또는 니켈일 수 있다.
상기 캐리어(130) 상에 회로 패턴(140)을 형성하는 방법은, 예를 들어, 상기 캐리어(130) 상에 시드층을 형성하고, 선택적으로 도금 레지스트를 형성하여 전해 도금을 통해 회로 패턴(140)을 형성하는 방법을 사용하거나, 상기 캐리어(130)가 수지로 이루어진 경우에는 접착제를 이용하여 회로 패턴(140)을 부착할 수도 있다.
도 2의 (c)를 참조하면, 상기 캐리어(130)의 회로 패턴(140)이 형성된 면과 상기 제1 폴리이미드 필름층(110)에서 제2 폴리이미드 필름층(120)이 도포된 면을 서로 마주보게 하여, 압착한다. 상기의 과정에 의해, 상기 회로 패턴(140)은 상기 제2 폴리이미드 필름층(120)에 매립된다.
도 2의 (d)를 참조하면, 먼저 상기 제2 폴리이미드 필름층(120)을 경화시킨 후에, 상기 캐리어(130)를 제거한다.
상기 캐리어(130)를 제거하는 방법은, 상기 캐리어(130)가 금속판으로 이루어진 경우는 식각(etching)에 의하여 금속판을 제거할 수 있고, 상기 캐리어(130)가 수지로 형성되어 상기 회로 패턴(140)이 접착제 등에 의해 부착되어 있는 경우 온도를 가하여 접착제의 접착력을 감소시킨 후 상기 캐리어(130)를 제거할 수 있다.
도 2의 (e)를 참조하면, 상기 제1 폴리이미드 필름층(110)의 다른 면에 대해서도 상기 도 2의 (a)내지 (d)의 과정을 수행하여 상기 제1 폴리이미드 필름층(110) 양면에 회로 패턴(140) 및 제2 폴리이미드 필름층(120)을 형성할 수 있다.
도 2의 (f)를 참조하면, 상기 제1 폴리이미드 필름층(110)의 양면에 형성된 회로 패턴(140)끼리 서로 전기적으로 도통될 필요가 있는 경우, 레이저 드릴링(Laser Drilling)을 이용하여 비아 홀(151)을 형성한다.
도 2의 (g)를 참조하면, 상기 비아 홀(151)에 예를 들어, 시드층 형성을 위한 무전해 도금을 실시한 후에 전해 도금을 실시하여, 도전비아(150)을 형성할 수 있다. 상기 도전비아(150)를 통해 상기 제1 폴리이미드 필름층(110) 양면의 상기 회로 패턴(140)이 서로 전기적으로 도통될 수 있다. 상기의 무전해 도금 및 전해 도금은 금속, 예를 들어 구리를 이용하여 실시할 수 있다.
도 2의 (h)를 참조하면, 도 2의 (g)에서 형성된 인쇄회로기판의 양면 상에 회로 구현의 필요에 따라 솔더 마스크(Solder Mask)(160)를 선택적으로 형성할 수 있다. 또한 다른 기판이나 소자들과 상기 인쇄회로기판의 회로 패턴(140)들을 연결 할 수 있도록 도금층으로 형성된 연결부(170)를 형성할 수 있다.
제2 실시예
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판은 폴리이미드 필름층(210), 상기 폴리이미드 필름층(210)의 양면에 매립되어 형성된 회로 패턴(240), 상기 폴리이미드 필름층(210)을 관통하여 형성된 도전비아(250), 상기 폴리이미드 필름층(210) 상에 선택적으로 형성된 솔더 마스크(260)와 연결부(270)를 포함한다.
도 4의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 먼저 폴리이미드 필름층(210)이 준비된다. 상기 폴리이미드 필름층(210)의 한쪽 면에 레이저(Laser)를 이용하여 패터닝(Patterning)을 수행하여, 회로 패턴 형성부(241)를 형성한다.
상기 폴리이미드 필름층(210)을 이용하여 인쇄회로기판을 제작하여 얻을 수 있는 잇점은 제1 실시예에서 설명한 바와 같으므로 생략한다.
도 4의 (b)를 참조하면, 상기 폴리이미드 필름층(210)의 다른 면에 대해서도 레이저를 이용한 패터닝을 수행하여 상기 폴리이미드 필름층(210) 양면에 회로 패턴 형성부(241)를 형성한다.
도 4의 (c)를 참조하면, 상기 폴리이미드 필름층(210)의 양면에 형성될 회로 패턴(240)끼리 서로 전기적으로 도통될 필요가 있는 경우, 레이저 드릴링(Laser Drilling)을 이용하여 비아 홀(251)을 형성한다.
도 4의 (d)를 참조하면, 상기 비아 홀(251) 및 회로패턴 형성부(241)에 예를 들어, 시드층 형성을 위한 무전해 도금을 실시한 후에, 상기 시드층을 전극으로 전해 도금을 실시하여, 도전비아(250) 및 회로 패턴(240)을 형성할 수 있다. 또한 이 과정에서 부수적으로 인쇄회로기판의 표면에 얇은 금속막(212)이 형성될 수 있다.
상기 도전비아(250)를 통해 상기 폴리이미드 필름층(210) 양면의 회로 패턴(240)이 서로 전기적으로 도통될 수 있다. 또한 상기 회로 패턴(240)을 통해 원하는 회로를 구현할 수 있다.
상기의 무전해 도금 및 전해 도금은 금속, 예를 들어 구리를 이용하여 실시할 수 있다.
한편, 상기 도 4의 (d)의 무전해 도금 및 전해 도금 처리 과정에서 인쇄회로기판의 표면에 상기 얇은 금속막(212)이 형성 될 수 있는데, 도 4의 (e)를 참조하면, 플래쉬 에칭(Flash Etching)을 이용하여 상기 인쇄회로기판의 표면에 생긴 얇은 금속막(212)을 제거할 수 있다.
도 4의 (f)를 참조하면, 도 4의 (e)에서 형성된 상기 인쇄회로기판의 양면 상에 회로 구현의 필요에 따라 선택적으로 솔더 마스크(Solder Mask)(260)를 형성할 수 있다. 또한 다른 기판이나 소자들과 상기 인쇄회로기판의 회로 패턴(240)들을 연결할 수 있도록 도금층으로 형성된 연결부(270)를 형성할 수 있다.
제3 실시예
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판은 폴리이미드 필름층(310), 상기 폴리이미드 필름층(310)의 양면에 매립되어 형성된 회로 패턴(340), 상기 폴리이미드 필름층(310)을 관통하여 형성된 도전비아(350), 상기 폴리이미드 필름층(310) 상에 선택적으로 형성된 솔더 마스크(360)와 연결부(370)를 포함한다.
도 6의 (a) 내지 (g)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 먼저 폴리이미드 필름층(310)이 준비된다. 상기 폴리이미드 필름층(310) 상에 감광성 필름(320)을 도포하고, 형성하고자 하는 회로 패턴(340)에 상응하는 포토마스크(미도시)를 제작한 후, 이를 상기 감광성 필름(320)에 적층한다. 그리고 상기 감광성 필름(320) 및 포토마스크(미도시)를 자외선에 노광한다.
상기 폴리이미드 필름층(310)을 이용하여 인쇄회로기판을 제작하여 얻을 수 있는 잇점은 제1 실시예에서 설명한 바와 같으므로 생략한다.
도 6의 (b)를 참조하면, 상기 포토마스크(미도시)를 제거한 후, 자외선에 노광된 상기 감광성 필름(320)을 현상(Developing)하여 포토레지스트 패턴(321)을 형성한다. 노광에 의해 상기 감광성 필름(320)에는 경화부분과 비경화부분이 발생하는데, 비경화부분이 현상액에 의해 제거되어, 상기 포토레지스트 패턴(321)이 형성되게 된다.
도 6의 (c)를 참조하면, 상기 폴리이미드 필름층(310) 상에 에칭을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(321)에 따라 회로패턴 형성부(341)를 형성한다. 상기 에칭은 예를 들어, 무기 알칼리 화합물과 지방족아민이 용해된 수용액에 의해 실시될 수 있다.
도 6의 (d)를 참조하면, 상기 폴리이미드 필름층(310)의 다른 면에 대해서도 상기 도 6의 (a) 내지 (c)의 과정을 수행하여, 상기 폴리이미드 필름층(310) 양면에 회로 패턴 형성부(341)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 폴리이미드 필름층(310)의 양면에 형성될 회로 패턴(340)끼리 서로 전기적으로 도통될 필요가 있는 경우, 레이저 드릴링(Laser Drilling)을 이용하여 비아 홀(351)을 형성할 수 있다.
도 6의 (e)를 참조하면, 상기 비아 홀(351) 및 회로 패턴 형성부(341)에는, 예를 들어, 시드층 형성을 위한 무전해 도금을 실시한 후에, 전해 도금을 실시하여, 도전비아(350) 및 회로 패턴(340)을 형성할 수 있다. 이 과정에서 부수적으로 상기 인쇄회로기판의 표면에 얇은 금속막(312)가 형성될 수 있다.
상기 도전비아(350)를 통해 상기 폴리이미드 필름층(310) 양면의 회로 패턴(340)이 서로 전기적으로 도통될 수 있다. 또한 상기 회로 패턴(340)을 통해 원하는 회로를 구현할 수 있다.
상기의 무전해 도금 및 전해 도금은 금속, 예를 들어 구리를 이용하여 실시할 수 있다.
한편, 상기 도 6의 (e)의 무전해 도금 및 전해 도금 처리 과정에서 인쇄회로기판의 표면에 얇은 금속막(312)이 형성 될 수 있는데, 도 6의 (f)를 참조하면, 플 래쉬 에칭(Flash Etching)을 이용하여 인쇄회로기판의 표면에 생긴 얇은 금속막(312)을 제거할 수 있다.
도 6의 (g)를 참조하면, 도 6의 (f)에서 형성된 인쇄회로기판의 양면 상에 회로 구현의 필요에 따라 솔더 마스크(Solder Mask)(360)를 선택적으로 형성할 수 있다. 또한 다른 기판이나 소자들과 상기 인쇄회로기판의 회로 패턴(340)들을 연결할 수 있도록 도금층으로 형성된 연결부(370)를 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시예에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조방법은 폴리이미드 필름층을 준비하고, 액상 폴리이미드를 도포하거나, 레이저 드릴링을 사용하거나, 또는 화학적 에칭법을 사용하여 회로 패턴을 형성하였다. 그리고 여기에 솔더마스크 및 연결부를 형성하였다. 이러한 간단한 제조 공정으로 기계적 강도 및 내충격성을 높여서 인쇄회로기판의 신뢰성을 확보하고, 전기 절연성을 향상시켜 더 세밀한 회로 패턴을 구현할 수 있다. 또한 인쇄회로기판의 유연성을 확보하여 인쇄회로기판이 휘어지는 경우에도 회로 패턴 및 인쇄회로기판의 균열, 크랙(crack) 등을 방지하여 인쇄회로기판의 신뢰성을 확보하는 효과가 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되 는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 내지 도 6은 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 설명하는 도면이다.

Claims (5)

  1. 제1 폴리이미드 필름층;
    상기 제1 폴리이미드 필름층 상에 형성된 제2 폴리이미드 필름층;
    상기 제2 폴리이미드 필름층에 매립되어 형성된 회로 패턴; 및
    상기 제1 폴리이미드 필름층과 상기 제2 폴리이미드 필름층을 관통하는 도전비아를 포함하는 인쇄회로기판.
  2. 폴리이미드 필름층;
    상기 폴리이미드 필름층에 매립되어 형성된 회로 패턴; 및
    상기 폴리이미드 필름층을 관통하는 도전비아를 포함하는 인쇄회로기판.
  3. 제1 폴리이미드 필름층 상에 제2 폴리이미드 필름층을 도포하는 단계;
    캐리어 상에 회로 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제2 폴리이미드 필름층에 상기 캐리어 상에 형성된 회로 패턴을 매립하는 단계;
    상기 제2 폴리이미드 필름층을 경화시킨 후, 캐리어를 제거하는 단계;
    상기 제1 폴리이미드 필름층 및 제2 폴리이미드 필름층을 관통하는 비아 홀을 레이저 드릴링을 이용하여 형성하는 단계; 및
    상기 비아 홀에 무전해도금 및 전해도금을 실시하여 도전비아를 형성하는 단 계를 포함하는 인쇄회로기판 제조 방법.
  4. 폴리이미드 필름층에 레이저 드릴링에 의해 회로패턴 형성부 및 폴리이미드 필름층을 관통하는 비아 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 회로패턴 형성부 및 비아 홀에 무전해도금 및 전해도금을 실시하여 상기 폴리이미드 필름층에 회로패턴 및 도전비아를 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조 방법.
  5. 폴리이미드 필름층에 감광성 필름을 형성하는 단계;
    상기 감광성 필름에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 폴리이미드 필름층에 상기 포토레지스트 패턴에 따라 회로패턴 형성부를 형성하는 단계;
    상기 폴리이미드 필름층을 관통하는 비아 홀을 레이저 드릴링을 이용하여 형성하는 단계; 및
    상기 회로패턴 형성부 및 비아 홀에 무전해도금 및 전해도금을 실시하여 상기 폴리이미드 필름층에 회로 패턴 및 도전비아를 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조 방법.
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