KR20110035177A - 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 절연기판; 상기 절연기판의 일면 또는 양면에 형성된 회로패턴 형상의 시드층; 상기 시드층상에 형성되며, 표면의 에지 부분이 굴곡을 이루거나 상면이 평탄화된 회로패턴층을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로 기판에 관한 것이다. 이에 의해, 기존의 세미 어디티브법에 의해 생성된 회로패턴층 가해지는 스트레스를 완화하고 크랙의 개시부분을 줄여 인쇄회로 기판의 신뢰성을 향상시킨다.

세미 어디티브, 인쇄회로 기판, 전해연마, 크랙

Description

인쇄회로기판 및 이의 제조 방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

인쇄회로 기판 (PCB; Printed Circuit Board)은 전기 절연성 기판에 구리와 같은 전도성 재료로 회로 라인 인쇄회로 기판 (line pattern)을 인쇄 형성시킨 것으로, 전자 부품을 탑재하기 직전의 기판을 말한다. 즉 여러 종류의 많은 전자 부품을 평판 위에 밀집 탑재시키기 위해, 각 부품의 장착 위치를 확정하고, 부품을 연결하는 회로 라인을 평판 표면에 인쇄하여 고정시킨 회로 기판을 뜻한다.

최근 반도체 칩의 고밀도화 및 신호전달속도의 고속화에 대응하기 위한 기술로서 CSP(Chip-Sized Package) 실장 또는 와이어 본딩 (wire bonding) 실장을 대신하여 반도체 칩을 인쇄회로기판에 직접 실장하는 기술에 대한 요구가 커지고 있다. 인쇄회로기판에 반도체 칩을 직접 실장하기 위하여, 반도체의 고밀도화에 대응할 수 있는 고밀도 및 고신뢰성의 인쇄회로기판 개발이 필요하다.

고밀도 및 고신뢰성의 인쇄회로기판에 대한 요구사양은 반도체 칩의 사양과 밀접하게 연관되어 있으며, 회로의 미세화, 고도의 전기특성, 고속신호전달구조, 고신뢰성, 고기능성 등 많은 과제가 있다. 이러한 요구사양에 대응한 미세 회로패턴 및 마이크로 비아홀을 형성할 수 있는 인쇄회로기판 기술이 요구되고 있다.

통상적으로, 인쇄회기판의 제조방법은 높은 생산성과 저렴한 제조비용의 장점이 있는 포토 리소그래피법 (photo-lithography process)을 이용하고 있다. 이러한 포토 리소그래피법을 이용하여 인쇄회로기판을 제조하는 방법으로 서브트랙티브법 (subtrative process), 풀어디티브법 (full additive precess) 및 세미어디티브법 (semi-additive precess) 등을 사용하고 있다. 특히, 이 중에서, 세미어디티브법이 가장 미세한 회로패턴을 형성할 수 있어서 주목받고 있다.

이러한 세미어티브 방식의 회로패턴 형성법에서는, 전기 절연층에 무전해 구리도금의 시드층을 형성하고, 그 위에 도금 내식막을 도포 후, 노광, 현상 공정을 거쳐 회로패턴을 형성하는 부위의 도금 내식막만을 제거한다. 여기에 전해 구리 도금을 하여 도체 회로패턴층을 형성한 후, 내식막을 박리 제거하고, 더욱 불필요한 무전해 구리 도금부를 에칭 제거함으로써 회로패턴을 형성할 수 있다. 에칭액으로서는, 가는 회로 패턴을 갖는 인쇄회로 기판 제조에 과황산염류, 과산화수소 황산-알코올계, 염화구리, 염화철 에칭액이 사용되고 있다.

그러나 세미어디티브 공법에서는, 완성된 인쇄회로 기판에 형성된 인쇄회로패턴의 단면이 직사각형이라는 데 문제점이 있다. 이러한 형상은 외각 부분으로부터의 스트레스를 많이 받을 수밖에 없다.

그 결과, 기존의 사다리꼴 형태의 회로패턴 단면이 형성되는 에칭 공정에 비해 회로부에 크랙이 발생할 위험이 크다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 미세회로 패턴을 제조하면서도 외부로부터의 스트레스에 강하여, 크랙이 발생할 위험이 적은 인쇄회로기판 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 인쇄회로기판은, 절연기판; 상기 절연기판의 일면 또는 양면에 형성된 회로패턴 형상의 시드층; 및 상기 시드층상에 형성되며, 표면의 에지 부분이 굴곡을 이루거나 상면이 평탄화된 회로패턴을 포함하여, 외부로부터의 스트레스에 강하며 미세 회로패턴을 구현할 수 있다.

특히, 상기 절연기판의 재료는 폴리이미드 또는 에폭시 수지일 수도 있어, 리지드 또는 플렉서블한 인쇄회로기판을 구현할 수 있다.

또한, 상기 절연기판의 두께는 10㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다.

또한, 상기 시드층의 재료는 구리 (Cu) 인 것일 수 있으며, 특히, 상기 시드층의 두께는 1㎛ 이상 5㎛ 이하일 수 있다.

또한, 상기 시드층과 회로패턴의 두께의 합은 6㎛ 이상 20㎛ 이하일 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조 방법은, (a) 절연기판의 일면 또는 양면에 시드층을 형성하는 단계; (b) 상기 시드층에 도금 내식막을 형성하고, 노광 및 현상하여 상기 시드층 중 회로 패턴이 형성될 부분을 노출시키는 단계; (c) 상기 노출된 부분에 금속을 도금하여 회로패턴을 형성하는 단계; (d) 상기 도금 내식막을 제거하는 단계; (e) 상기 회로패턴의 표면을 연마하는 단계; 및 (f) 상기 회로패턴이 형성되지 않은 부분의 시드층을 제거하는 단계를 포함하여, 연마공정을 통해 회로패턴에 가해지는 스트레스를 감소시킬 수 있다.

특히, 상기 (e) 단계는, (e1) 상기 회로패턴층의 에지 부분을 연마하여 굴곡을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.

또한, (e2) 상기 회로패턴층의 상부면을 연마하여 평탄화하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 (a) 단계의 상기 절연기판의 재료는 폴리이미드 또는 에폭시 수지일 수도 있다.

특히, 상기 (a) 단계의 상기 절연기판의 두께는 10㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다.

또한, 상기 (a) 단계의 상기 시드층의 재료는 구리 (Cu) 일 수 있으며, 이 경우, 상기 (a) 단계의 상기 시드층의 두께는 1㎛ 이상 5㎛ 이하일 수 있다.

또한, 상기 (f) 단계의 상기 시드층과 회로패턴의 두께의 합은 6㎛ 이상 20㎛ 이하일 수 있다.

본 발명에 의하면, 기존의 세미 어디티브법에 의해 생성된 회로패턴 가해지는 스트레스를 완화하고 크랙의 개시부분을 줄여 인쇄회로 기판의 신뢰성을 향상시킨다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

실시형태의 설명에 있어서, "상 (on)"과 "아래(under)"는 직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 인쇄회로기판 제조 방법의 흐름도이다.

도 2 및 도 3은 도 1의 흐름도에 대응하는 인쇄회로기판 제조 방법의 제조 흐름을 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 인쇄회로제조 방법은, 절연 기판의 일면 또는 양면에 시드층 형성하는 단계 (S1), 도금 내식막 형성 후 노광 및 현상하는 단계 (S2), 회로패턴을 형상하는 단계 (S3), 도금 내식막을 박리하는 단계 (S4), 회로패턴의 에지 부분을 연마하고 회로패턴의 상부면을 연마하는 단계 (S5), 회로패턴이 형성되지 않은 나머지 시드층을 에칭하는 단계 (S6)를 포함한다.

이에 대한 더욱 구체적인 설명을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

여기서 도 2는 회로패턴이 단면에 형성된 인쇄회로 기판을 나타낸 것이며, 도 3은 회로패턴이 양면에 형성된 인쇄회로 기판을 나타낸다. 이하, 불필요한 설명의 중복을 피하기 위해 이러한 단면 또는 양면 인쇄회로기판을 함께 설명한다.

S1 에서, 절연 기판 (110)의 일면 또는 양면에 시드층 (120)을 형성한다. 절연 기판 (110)의 재료는 폴리이미드 또는 에폭시 수지를 포함할 수도 있어, 리지드 또는 플렉서블 인쇄회로 기판을 제조할 수 있다. 또한, 절연 기판 (110)의 두께는 10㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 시드층 (120)의 재료는 구리 (Cu) 인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 않는다. 특히, 이러한 시드층 (120)의 두께는, 1㎛ 이상 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.

이후, S2 에서, 절연 기판 (110)의 일면 또는 양면에 형성된 시드층 (120) 상에 드라이 필름 레지스트 (DFR; Dry Film Resist) 를 부착하고, 회로패턴이 형성될 부분을 노광, 현상하여 회로패턴을 형성할 부분의 시드층 (120)을 노출시킨다. 또는 시드층 (120) 상에 액상 포토 레지스트 (PR; Photo Resist) 를 도포 및 노광하여 경화시킨 후, 현상하여 회로패턴을 형성할 부분의 시드층 (120)을 노출시킨다. 이하, 이와 같이, 도금을 통해 회로패턴을 형성하도록 노광, 현상되는 필름막을 도금 내식막 (130)이라 지칭한다.

그리고 S3 에서 노출된 시드층 (120)을 도금하여 회로패턴을 형성한다. 그 후, DFR 또는 PR 을 박리한다 (S4). 이로써, 도금 내식막 (130) 중 현상되어 제거된 부분에 도금을 실시함으로써 그 단면이 직사각형인 회로패턴층 (140)을 형성한 다.

S5에서, 전해연마를 통해 스트레스 집중부위의 에지 부분을 굴곡을 갖도록 연마한다. 또한, 회로패턴층 (140)의 상면을 마이크로 에칭시켜 거친 표면을 평탄화시킨다. 여기서 에지 부분을 연마하는 것과 상면을 평탄화시키는 것은 선택적으로 실행할 수 있으며, 그 순서도 필요에 따라 달리할 수 있다.

이러한 에지면이 굴곡을 형성함으로써, 기존의 세미어디티브 공법으로 제조되는 회로패턴층에서 문제가 되는 스트레스로 인한 크랙을 방지할 수 있다.

그 다음, S6 에서, 회로패턴층 (140)이 형성된 시드층 (120)을 제외한, 나머지 시드층 (120)을 제거함으로써, 절연 기판 (110)이 드러나게 한다. 여기서, 시드층 (120)을 제거하는 방법으로는 플래시 에칭방법이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이로써, 미세회로를 형성함과 동시에 외부의 스트레스에 강한 회로패턴이 형성된 인쇄회로 기판이 완성된다. 또한, 완성된 인쇄회로기판의 패턴부 두께, 즉, 회로패턴층 (140) 과 그 아래의 시드층 (120) 의 두께의 합은 6㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 인쇄회로기판 제조 방법의 흐름도이다.

도 2는 도 1의 흐름도에 대응하는 단면 인쇄회로기판 제조 방법의 제조 흐름을 나타내는 단면도이다.

도 3은 도 1의 흐름도에 대응하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법의 제조 흐름을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

110: 절연기판 120: 시드층

130: 금속 내식막 140: 회로패턴층

Claims (14)

1. 절연기판;

   상기 절연기판의 일면 또는 양면에 형성된 회로패턴 형상의 시드층; 및

   상기 시드층상에 형성되며, 표면의 에지 부분이 굴곡을 이루거나 상면이 평탄화된 회로패턴층을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로 기판.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 절연기판의 재료는 폴리이미드 또는 에폭시 수지인 것인 것을 특징으로 하는 인쇄회로 기판.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 절연기판의 두께는 10㎛ 이상 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄회로 기판.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 시드층의 재료는 구리 (Cu) 인 것을 특징으로 하는 인쇄회로 기판.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 시드층의 두께는 1㎛ 이상 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄회로 기판.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 시드층과 회로패턴층의 두께의 합은 6㎛ 이상 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
7. (a) 절연기판의 일면 또는 양면에 시드층을 형성하는 단계;

   (b) 상기 시드층에 도금 내식막을 형성하고, 노광 및 현상하여 상기 시드층 중 회로 패턴이 형성될 부분을 노출시키는 단계;

   (c) 상기 노출된 부분에 금속을 도금하여 회로패턴층을 형성하는 단계;

   (d) 상기 도금 내식막을 제거하는 단계;

   (e) 상기 회로패턴층의 표면을 연마하는 단계; 및

   (f) 상기 회로패턴층이 형성되지 않은 부분의 시드층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 (e) 단계는,

   (e1) 상기 회로패턴층의 에지 부분을 연마하여 굴곡을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 (e) 단계는,

   (e2) 상기 회로패턴층의 상부면을 연마하여 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
10. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 (a) 단계의 상기 절연기판의 재료는 폴리이미드 또는 에폭시 수지인 것인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 (a) 단계의 상기 절연기판의 두께는 10㎛ 이상 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
12. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 (a) 단계의 상기 시드층의 재료는 구리 (Cu) 인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 (a) 단계의 상기 시드층의 두께는 1㎛ 이상 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
14. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 (f) 단계의 상기 시드층과 회로패턴층의 두께의 합은 6㎛ 이상 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.

Images