KR20100111459A - 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 절연층에 기계적 드릴 비트를 이용하여 테이퍼진 가공면을 갖는 경사 비아홀을 가공한 후, 도금공정을 수행함으로써, 도금층과의 접착력이 향상되고, 내부 도금시 보이드와 같은 문제가 발생하지 않아 비아홀 내부 도금의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공한다.

기계적 드릴비트, 경사 비아홀, 도금층, 회로층, 절연층

Description

인쇄회로기판 및 그 제조방법{A printed circuit board and a fabricating method the same}

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테어퍼진(tapered) 가공면을 갖는 경사 비아홀을 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 전자산업의 급속한 디지털화, 네트워크화로 인해 전자기기들이 소형화, 경량화, 박형화 및 고기능화가 요구되고 있으며, 이러한 흐름에 의해 전자기기들이 실장되는 인쇄회로기판 역시 박형화가 요구되고 있다.

도 1 내지 도 5는 종래기술에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 프리프레그(12)에 동박(14)이 형성된 동박적층판(Copper clad laminte; CCL)을 준비한다.

다음, 도 2에 도시한 바와 같이, 기계적 드릴비트를 이용하여 층간연결을 위한 수직 비아홀(16)을 가공한다. 이때, 통상의 기계적 드릴비트를 이용하는 경우 수직 비아홀(16)은 직사각형 단면 구조를 갖도록 형성된다.

다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 수직 비아홀(16) 내벽을 포함하여 동박(14)에 무전해 도금층(18)을 형성한다.

다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 수직 비아홀(16) 내부를 포함하여 무전해 도금층(18)에 전해 동도금 공정(필도금 공정)을 실시하여 전해 도금층(20)을 형성한다.

마지막으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 동박(14), 무전해 도금층(18), 및 전해 도금층(20)에 패터닝 공정을 수행하여 비아를 포함하는 회로층(24)을 형성하여 인쇄회로기판(10)을 제조한다.

그러나, 종래기술에 따른 인쇄회로기판(10)은 직사각형 단면 구조의 수직 비아홀(16)을 갖기 때문에, 수직 비아홀(16) 내부의 사이드면에 도금을 위한 무전해 도금층(18)의 형성이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 표면과 수직 비아홀(16) 내부의 도금속도 차이, 수직 비아홀(16)의 깊이에 따른 도금속도 차이 등에 의해 수직 비아홀(16) 내부를 도전물질로 완전히 채우지 못하고 보이드(void)(22)가 발생하고, 이를 통해 외부로부터 미세한 먼지가 유입되어 인쇄회로기판의 오동작을 야기하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 일반 도금액보다 값비싼 필도금 전용 약품을 이용하여 수직 비아홀(16) 내부에 전해 동도금 공정을 수행하고 있으나, 필도금 전용 약품의 가격으로 인해 그 제조단가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 비아홀 내부 도금의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공정비용을 최소화하면서 간단한 공정에 의해 경사 비아홀을 가공할 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 기계적 드릴 가공면을 갖는 경사 비아홀이 형성된 절연층, 및 상기 절연층에 형성된 비아를 포함하는 회로층을 포함한다.

여기서, 상기 회로층이 형성된 절연층에 빌드업층이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법은, (A) 절연층에 동박이 형성된 동박적층판에 기계적 드릴 비트를 이용하여 테이퍼진 가공 단면을 갖는 경사 비아홀을 가공하는 단계, (B) 상기 경사 비아홀 내부를 포함하여 상기 동박판에 도금층을 형성하는 단계, 및 (C) 상기 동박 및 상기 도금층을 패터닝하여 비아를 포함하는 회로층을 형성하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 (A) 단계에서, 상기 기계적 드릴비트는 각이진 단부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (A) 단계와 상기 (B) 단계 사이에, (A1) 상기 경사 비아홀 내벽에 디스미어 처리하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계는, (B1) 상기 경사 비아홀 내벽을 포함하여 상기 동박에 무전해 도금층을 형성하는 단계, 및 (B2) 상기 경사 비아홀 내부를 포함하여 상기 무전해 도금층에 전해 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (C) 단계 이후에, (D) 빌드업층을 형성하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 층간 연결을 위한 비아홀이 경사 구조를 가짐으로써 무전해 도금층과의 접착력이 향상되고, 내부 도금시 보이드와 같은 문제가 발생하지 않아 비아홀 내부 도금의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 일반 도금약품을 사용하여 비아홀 내부 도금이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 각이 진 단부를 갖는 기계적 드릴비트를 이용하여 경사 비아홀을 가공함으로써, 공정비용을 최소화할 수 있게 된다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 양, 순서 또는 중요도를 나타내는 것이 아니라 구성요소들을 서로 구별하고자 사용된 것이며, 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)에 대해 설명하기로 한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)은 기계적 드릴가공에 의해 형성된 경사 비아홀(106)을 갖는 절연층(102)에 비아를 포함하는 회로층(114)이 형성된 구조를 갖는다.

여기서, 절연층(102)에 기계적 드릴비트에 의한 테이퍼진 가공면을 갖는 경사 비아홀(106)의 내부에 도금공정에 의해 비아가 형성되기 때문에, 종래의 수직 비아홀에 비해 무전해 도금층(108)과의 접착력이 높을 뿐만 아니라, 전해 도금층(110) 형성시 그 내부에 보이드와 같은 결함이 발생하지 않게 된다.

회로층(114)은 동박(102), 무전해 도금층(108), 및 전해 도금층(110)을 포함하여 구성된다.

한편, 회로층(114)이 형성된 절연층(102)에 다수의 빌드업 절연층과 빌드업 회로층을 포함하는 빌드업층(116)이 적층된다.

도 7 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 7에 도시한 바와 같이, 절연층(102)에 동박(104)이 형성된 동박적층판을 준비한다.

여기서, 동박적층판은 일반적으로 인쇄회로기판의 원자재로 사용되는 것으로서, 절연층(102)의 일면 또는 양면에 박막의 동박(104)이 입혀진 구조를 갖는다. 이때, 절연층(102)으로는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 또는 비스 말레이미드 수지와 같은 일반적인 절연재에 보강기재가 함침된 프리프레그(prepreg)가 사용될 수 있다. 또한, 보강기재는 인쇄회로기판의 전기 절연성, 기계적 강도와 강성, 및 치 수안정성을 보전 유지하기 위한 것으로서, 5~9㎛ 직경의 단섬유로 이루어진 섬유다발을 직조하여 만들어진 유리섬유 또는 유기/무기 필러가 사용된다.

다음, 도 8에 도시한 바와 같이, 동박적층판에 기계적 드릴 비트를 사용하여 테이퍼진 가공면을 갖는 경사 비아홀(106)을 가공한다.

여기서, 기계적 드릴비트는 구동모터가 내재되어 상하로 회전하는 헤드의 하부에 구비된 회전 스핀들에 설치되어 홀을 가공하는 것으로서, 홀을 가공하는 단부가 각이진 구조를 가짐으로써 가공면이 테이퍼진 경사 비아홀(106)을 가공하게 된다. 이때, 기계적 드릴비트는 그 단부의 각도를 조절함으로써 경사 비아홀(106)의 테이퍼진 각도를 조절할 수 있게 된다.

본 실시예에서는 기계적 드릴비트를 이용하여 경사 비아홀(106)을 가공함으로써 레이저를 사용하는 경우보다 가공비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 레이저 사용시 수지 잔막이 비아홀의 하부에 남아 신뢰성을 저하시키는 문제가 발생하지 않게 된다. 또한, 경사 비아홀(106)을 가공함으로써 종래의 수직 비아홀보다 가공량 또는 가공시간이 작으므로, 공정시간을 감소시키며, 그에 따라 가공비용이 절감될 수 있다.

한편, 레이저로 비아홀을 가공하는 경우 가공 깊이에 따른 에너지 전달량의 차이에 따라 미세하게는 경사 구조를 갖는 비아홀이 형성될 수 있는데, 그 경사각이 완만하여 종래의 수직 비아홀과 거의 차이가 없을 뿐만 아니라, 그 경사각을 제어할 수 없는 문제점이 있어 경사 비아홀(106)의 가공에 적용하기에는 어려움이 있 었다.

또한, 경사 비아홀(106)을 가공한 후, 이물질을 제거하기 위한 디버링 공정 및 디스미어 공정이 수행되는 것이 바람직하다.

여기서, 디버링 공정은 드릴링 시 발생하는 동박(104)의 거칠어짐 및 경사 비아홀(106) 내벽의 먼지 입자와 동박(104) 표면의 먼지 지문 등을 제거하고 동시에 동박(104)에 거칠기를 부여함으로써 후속하는 도금공정에서 도금층과의 밀착력을 증대시키기 위한 공정이다.

또한, 디스미어 공정은 드릴링 시 발생하는 열에 의하여 수지가 녹아 경사 비아홀(106)의 내벽에 부착되는 스미어(smear)를 제거하기 위한 것으로서, 스미어를 부풀려 과망간산으로 부식하고 중화처리하는 습식법 또는 플라즈마를 무질서하게 충돌시켜 미세화게 표면을 깍아 스미어를 제거하는 플라즈마법이 사용된다.

다음, 도 9에 도시한 바와 같이, 경사 비아홀(106)의 내벽을 포함하여 동박(104)에 무전해 도금층(108)을 형성한다.

여기서, 무전해 도금층(108)은 무전해 도금층은, 예를 들어 탈지(cleanet) 과정, 소프트 부식(soft etching) 과정, 예비 촉매처리(pre-catalyst)과정, 촉매 처리 과정, 활성화(accelerator) 과정, 무전해 화학 동도금 과정, 및 산화방지 처리과정을 포함하는 일반적인 촉매 석출 방식을 이용하여 형성된다. 공지의 기술인 촉매 석출 방식에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 무전해 도금층(108)은 경사 비아홀(106) 내벽에 도전막을 형성하여 경사 비아홀(106) 내부에 전해 동 도금을 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 대략 0.2~1.2㎛의 두께로 형성된다.

이때, 경사 비아홀(106)은 수직 비아홀에 비해 가공면이 테이퍼져 있기 때문에 때문에, 그 사이드면에 무전해 도금층(108)의 형성이 더욱 용이하게 된다. 또한, 기계적 드릴비트로 인해 사이드면이 표면 거칠기를 갖기 때문에, 무전해 도금층(108)의 접착력이 더욱 증대될 수 있게 된다.

다음, 도 10에 도시한 바와 같이, 경사 비아홀(106) 내부를 포함하여 무전해 도금층(108)에 전해 동도금 공정을 통해 전해 도금층(110)을 형성한다.

이때, 경사 비아홀(106)은 테이퍼진 구조를 가지기 때문에 직사각형 단면 구조의 종래기술에 따른 수직 비아홀에 비해 도전물질로 채우는 도금 공정이 용이하게 된다. 즉, 경사 비아홀(106)은 도금 공정시 보이드와 같은 결함을 발생하지 않고 비아를 형성할 수 있도록 한다.

다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 회로층 형성 영역을 노출시키도록 에칭 레지스트(112)를 전해 도금층(110) 상에 형성한다.

이때, 에칭 레지스트(112)는 드라이 필름(dry film) 또는 액상의 포지티브 포토 레지스트(P-LPR; positive liquid photo resist)가 사용될 수 있으며, 비아를 포함하여 회로층 형성 영역을 제외하고 노광 현상 공정을 수행하여 제거함으로써 패터닝된다.

다음, 도 12에 도시한 바와 같이, 에칭 레지스트(112)가 형성되지 않은 동박(104), 무전해 도금층(108), 및 전해 도금층(110)을 에칭(퀵 에칭(quick etching) 또는 플래시 에칭(flash etching)) 등에 의해 제거하여 비아를 포함하는 회로층(114)을 형성한다.

마지막으로, 도 13에 도시한 바와 같이, 회로층(114) 상에 다수의 빌드업 절연층과 빌드업 회로층을 포함하는 빌드업층(116)을 적층한다. 여기서, 빌드업층(116)은 통상의 빌드업-방식을 이용하여 적층가능하다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1 내지 도 5는 종래기술에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 7 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

102 : 절연층 104 : 동박

106 : 경사 비아홀 108 : 무전해 도금층

110 : 전해 도금층 112 : 에칭 레지스트

114 : 회로층 116 : 빌드업층

Claims (7)

1. 기계적 드릴 가공면을 갖는 경사 비아홀이 형성된 절연층; 및

   상기 절연층에 형성된 비아를 포함하는 회로층

   을 포함하는 인쇄회로기판.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 회로층이 형성된 절연층에 빌드업층이 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
3. (A) 절연층에 동박이 형성된 동박적층판에 기계적 드릴 비트를 이용하여 테이퍼진 가공 단면을 갖는 경사 비아홀을 가공하는 단계;

   (B) 상기 경사 비아홀 내부를 포함하여 상기 동박판에 도금층을 형성하는 단계; 및

   (C) 상기 동박 및 상기 도금층을 패터닝하여 비아를 포함하는 회로층을 형성하는 단계

   를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 (A) 단계에서,

   상기 기계적 드릴비트는 각이진 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 (A) 단계와 상기 (B) 단계 사이에,

   (A1) 상기 경사 비아홀 내벽에 디스미어 처리하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 (B) 단계는,

   (B1) 상기 경사 비아홀 내벽을 포함하여 상기 동박에 무전해 도금층을 형성하는 단계; 및

   (B2) 상기 경사 비아홀 내부를 포함하여 상기 무전해 도금층에 전해 도금층을 형성하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
7. 청구항 3에 있어서,

   상기 (C) 단계 이후에,

   (D) 빌드업층을 형성하는 단계

   가 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.

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