KR20110042978A

KR20110042978A - 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20110042978A
Application number: KR1020090099869A
Authority: KR
Inventors: 고영관
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2011-04-27
Also published as: US8196293B2; KR101109230B1; US20110088937A1; US20120228007A1

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 양면에 코어 회로층이 형성된 코어기판, 상기 코어기판의 일면에 형성된 제1 빌드업층, 상기 코어기판의 타면에 형성된 제2 빌드업층, 및 상기 제1 빌드업층 및 상기 제2 빌드업층 상에 각각 형성된 제1 보호층 및 제2 보호층을 포함하되, 상기 제1 빌드업층은 최외측 회로층으로서 트렌치 공법에 의해 형성된 트렌치 회로층을 갖고, 상기 트렌치 회로층은 상기 제1 보호층에 매립되어 형성되며, 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층은 상기 제2 빌드업층의 최외측 절연층에 매립되어 형성된 것을 특징으로 하며, 최외측 회로층을 트렌치 공법으로 형성하여, 최외측 절연층으로부터 분리되는 위험을 감소시키는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공한다.

임프린트, 트렌치, 층간 정합

Description

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

본 발명은 인쇄회로 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 반도체칩의 고밀도화 및 신호전달속도의 고속화에 대응하기 위한 기술로서, 반도체칩을 인쇄회로기판에 직접 실장하는 기술에 대한 요구가 커지고 있으며, 이에 따라 반도체칩의 고밀도화에 대응할 수 있는 고밀도 및 고신뢰성의 인쇄회로기판의 개발이 요구되고 있다.

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

통상적으로, 인쇄회로기판의 회로패턴을 형성하는 방법은 서브 트랙티브법(subtractive process), 풀 어디티브법(full additive process), 및 세미 어디티브법(semi-additive process) 등이 있다. 이러한 방법들 중에서 회로패턴의 미세화가 가능한 세미 어디티브법이 현재 주목을 받고 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 일 예에 따른 세미 어디티브법에 의해 회로패턴을 형성하는 방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도로서, 이를 참조하여 회로패턴 형성방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 일면에 금속층(11)이 형성된 절연층(12)에 비아홀(13a)을 가공한다.

다음, 도 2에 도시한 바와 같이, 비아홀(13a) 내벽을 포함하여 절연층(12) 상에 무전해 도금층(14)을 형성한다. 이때, 무전해 도금층(14)은 이후 수행될 전해도금공정의 전처리 공정의 역할을 수행하는데, 전해 도금층(15)을 형성하기 위해서는 일정두께 이상(예를 들어, 1㎛ 이상)의 무전해 도금층(14)을 형성해야 한다.

다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 무전해 도금층(14)에 전해 도금층(15)을 도금하고, 무전해 도금층(14)을 에칭하여 회로패턴을 형성한다. 이때, 절연층(12)에 회로패턴 형성 영역을 노출시키는 개구부를 갖는 드라이 필름을 적층하고 개구부에 전해 도금층(15)을 형성한다. 다음, 전해 도금층(15)이 형성되지 않은 영역의 무전해 도금층(14)을 플래시 에칭(flash etching) 등을 통해 제거하여 회로패턴을 형성한다.

그러나, 종래의 세미 어디티브법에 의해 형성된 회로패턴은 절연층(12) 상에 양각 형태로 형성되어 있기 때문에, 절연층(12)으로부터 분리되는 문제점이 있었다. 특히, 점차 회로패턴이 미세화되어감에 따라 절연층(12)과 회로패턴의 접착면적이 줄어들어 접착력이 약화되기 때문에 회로패턴의 분리가 심화되고, 다층 구조 를 갖는 인쇄회로기판에서 최외층에 형성된 회로패턴의 분리는 인쇄회로기판의 신뢰성을 현저히 저하시키는 문제점이 있었다.

최근에는 이러한 한계를 극복하기 위해 새로운 공법이 제안되고 있으며, 그 중 하나로 절연층 위에 레이저로 트렌치(trench)를 형성하고 도금, 연마, 에칭 공정을 통해 회로패턴을 제조하는 LPP 공법(Laser Patterning Process)이 주목을 받고 있다.

도 4 내지 도 7은 종래의 다른 예에 따른 LPP 공법에 의해 회로패턴을 형성하는 방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도로서, 이를 참조하여 회로패턴 형성방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4에 도시한 바와 같이, 일면에 금속층(16)이 형성된 절연층(17)에 패턴용 트렌치(18a) 및 비아용 트렌치(19a)를 레이저를 이용하여 가공한다.

다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 트렌치(18a, 19a)의 내벽을 포함하여 절연층(17) 상에 무전해 도금층(20)을 형성한다.

다음, 도 6에 도시한 바와 같이, 무전해 도금층(20) 상에 전해 도금층(21)을 형성한다.

다음, 도 7에 도시한 바와 같이, 에칭 공정 또는 그라인딩 공정에 의해 절연층(17) 상부로 돌출된 무전해 도금층(20) 및 전해 도금층(21)을 제거하여 비아(19)를 포함하는 매립 회로패턴(18)을 형성한다.

그러나, LPP 공법에 의해 인쇄회로기판을 제작할 경우, 회로패턴(18)이 매립된 구조를 가지기 때문에 회로패턴(18)이 분리되는 문제를 예방할 수 있는 장점은 있으나, 트렌치(18a, 19a)가 형성되는 영역과 그렇지 않은 영역 사이에서 발생하는 도금편차를 줄이기 위해 추가적인 연마공정이 수행되어야 하고, 층별로 트렌치(18a, 19a) 가공공정 및 연마공정이 수행되어야 하기 때문에 리드타임(lead time)이 길어지는 문제점이 있었다. 또한, 트렌치(18a, 19a) 가공에 사용하는 장비가 고가이기 때문에 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 임프린트 방법으로 트렌치를 가공하는 경우에도 미세회로 형성은 가능하지만, 층간 정합 수준이 낮아서 빌드업 기판에는 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 빌드업 공정을 적용하되, 최외측 회로층은 제조공정이 단순한 임프린팅 공법에 의해 함침구조를 갖도록 형성함으로써, 회로층의 분리를 최소화하는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 최외층 회로층을 제외한 다른 회로층은 통상적인 세미 어디티브법 등을 사용하여, 리드타임을 줄이고 제조비용을 절감하며, 층간 정합 수준을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 양면에 코어 회로층이 형성된 코어기판, 상기 코어기판의 일면에 형성된 제1 빌드업층, 상기 코어기판의 타면에 형성된 제2 빌드업층, 및 상기 제1 빌드업층 및 상기 제2 빌드업층 상에 각각 형성된 제1 보호층 및 제2 보호층을 포함하되, 상기 제1 빌드업층은 최외측 회로층으로서 트렌치 공법에 의해 형성된 트렌치 회로층을 갖고, 상기 트렌치 회로층은 상기 제1 보호층에 매립되어 형성되며, 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층은 상기 제2 빌드업층의 최외측 절연층에 매립되어 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 코어 회로층과 상기 제1 빌드업층의 최내측 회로층을 연결하는 범프, 및 상기 코어 회로층과 상기 제2 빌드업층의 최내측 회로층을 연결하는 범프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 범프는 금속 도금층 또는 전기전도성 금속 페이스트인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 각각 솔더레지스트층인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 보호층에는 상기 트렌치 회로층 중 제1 패드부를 노출시키는 제1 오픈부가 형성되어 있고, 상기 제2 보호층에는 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층 중 제2 패드부를 노출시키는 제2 오픈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 제1 보호층은 일면이 상기 트렌치 회로층과 연결되고, 타면이 외부에 노출되는 범프패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법은, (A) 코어기판의 양면에 코어 회로층을 형성하여 코어층을 준비하는 단계, (B) 캐리어의 일면에 제1 보호층, 타면에 제2 보호층을 형성하고, 상기 제1 보호층에 패턴용 트렌치를 가공하고 도금하여 트렌치 회로층을 형성한 후, 상기 제1 보호층에 제1 빌드업층을 형성하고, 상기 제2 보호층에 제2 빌드업층을 형성하여 캐리어층을 준비하는 단계, (C) 상기 코어층의 양면에 상기 캐리어층을 각각 접합시키는 단계, 및 (D) 상기 캐리어층의 상기 캐리어를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 (A) 단계는, (A1) 코어기판의 내부에 관통홀을 형성하는 단계, (A2) 상기 코어기판의 양면에 코어 회로층, 및 코어 회로층과 연결되고 돌출된 범프를 형성하는 단계, 및 (A3) 상기 코어기판의 양면에, 상기 범프가 관통되는 코어 절연층을 적층하여 코어층을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계는, (B1) 캐리어의 양면에 이형층을 형성하는 단계, (B2) 상기 이형층이 형성된 상기 캐리어의 일면에 제1 보호층을 형성하고, 타면에 제2 보호층을 형성하는 단계, (B3) 제1 보호층에 패턴용 트렌치를 가공하고 도금하여 트렌치 회로층을 형성하는 단계, 및 (B4) 상기 트렌치 회로층이 형성된 상기 제1 보호층에 제1 빌드업층을 형성하고, 상기 제2 보호층에 제2 빌드업층을 형성하여, 캐리어층을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (C) 단계에서, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층이 외측을 향하도록, 상기 코어층의 양면에 상기 캐리어층을 접합시키는 것을 특징으로 한다.

또한, (E) 상기 제1 보호층에 상기 트렌치 회로층 중 제1 패드부를 노출시키는 제1 오픈부를 가공하고, 상기 제2 보호층에 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층 중 제2 패드부를 노출시키는 제2 오픈부를 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법은, (A) 코어기판의 양면에 코어 회로층을 형성하여 코어층을 준비하는 단계, (B) 캐리어의 일면에 제1 보호층, 타면에 제2 보호층을 형성하고, 상기 제1 보호층에 패턴용 트렌치 및 범프패드용 트렌치를 가공하고 도금하여 트렌치 회로층 및 범프패드를 형성한 후, 상기 제1 보호층에 제1 빌드업층을 형성하고, 상기 제2 보호층에 제2 빌드업층을 형성하여 캐리어층을 준비하는 단계, (C) 상기 코어층의 양면에 상기 캐리어층을 각각 접합시키는 단계, 및 (D) 상기 캐리어층의 상기 캐리어를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계는, (B1) 캐리어의 양면에 이형층을 형성하는 단계, (B2) 상기 이형층이 형성된 상기 캐리어의 일면에 제1 보호층을 형성하고, 타면에 제2 보호층을 형성하는 단계, (B3) 제1 보호층에 패턴용 트렌치 및 상기 이형층의 상면까지 형성되는 범프패드용 트렌치를 가공하고 도금하여 트렌치 회로층 및 범프패드를 형성하는 단계, 및 (B4) 상기 트렌치 회로층이 형성된 상기 제1 보호층에 제1 빌드업층을 형성하고, 상기 제2 보호층에 제2 빌드업층을 형성하여, 캐리어층을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, (E) 상기 제2 보호층에 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층 중 제2 패드부를 노출시키는 제2 오픈부를 가공하는 단계를 더 포함하는 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 따른 인쇄회로기판은 일측의 최외층 회로층이 트렌치 회로층으로 구성되어 최외측 절연층으로부터 분리될 위험이 감소되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 트렌치 회로층을 제외한 다른 회로층은 통상적인 세미 어디티브법 등을 사용하여 제조비용 및 제조시간이 절감되고, 트렌치 회로층의 문제점인 층간 정합 문제가 발생되지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 타측의 최외측 회로층이 최외측 절연층으로부터 함침된 구조로 형성되는바 분리될 위험이 감소되고, 텐팅(tenting) 공법으로 형성할 수 있어서, 제조비용이 크게 절감되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 코어리스 제품에만 적용 가능한 최외층 회로층에 트렌치 공법을 적용한 제조법이 코어기판을 포함하는 인쇄회로기판에도 적용이 가능한 장점이 있다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

인쇄회로기판의 구조

도 8은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판(100a)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(100a)에 대해 설명하기로 한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(100a)은, 관통홀(102)과 코어 회로층(103)이 양면에 형성된 코어기판(101)의 일면에 제1 빌드업층(105), 제1 보호층(106)이 형성되고, 타면에 제2 빌드업층(112), 제2 보호층(113)이 형성되며, 제1 빌드업층(105)의 최외측 회로층이 트렌치 공법에 의해 형성된 트렌치 회로층(108)인 것을 특징으로 한다.

한편, 도 8에서는 제1 빌드업층(105) 및 제2 빌드업층(112)이 2층으로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.

여기서, 코어기판(101)은 인쇄회로기판(100a)의 중심부에서 인쇄회로기판(100a)을 지지하는 부재로서, 강도가 큰 절연재나 금속으로 구성될 수 있다. 한편, 방열효과를 크게 하기 위해 코어기판(101)이 금속으로 구성되는 경우, 코어 회로층(103) 및 관통홀(102)과의 절연을 위하여 코어기판(101)의 표면에 절연층이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 코어기판(101)의 내부에는 코어기판(101)의 양면에 형성된 코어 회로층(103)의 상호 전기적 도통을 위한 관통홀(102)이 형성된다. 관통홀(102)은 코어 회로층(103)과 전기적으로 연결되며, 관통홀(102)과 코어 회로층(103)은 금, 은, 니켈, 구리 등의 전기전도성 금속으로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 코어기판(101)의 일면에 형성된 코어 회로층(103)과 제1 빌드업층(105)의 최내측 회로층(107) 간 전기적 연결 및 타면에 형성된 코어 회로층(103)과 제2 빌드업층(112)의 최내측 회로층(114) 간 전기적 연결을 위한 범프(104a)가 형성될 수 있다. 여기서, 범프(104a)는 예를 들어, 금속도금에 의해 형성될 수 있고, 전기전도성 금속 페이스트(paste)로써 형성될 수 있다.

또한, 코어기판(101)의 일면에는 제1 빌드업층(105) 및 제1 보호층(106)이 형성된다.

제1 빌드업층(105)의 최외측 회로층은 트렌치 공법에 의해 형성된 트렌치 회로층(108)으로서, 제1 보호층(106)의 일면으로부터 두께방향으로 일부분에만 형성된 패턴용 트렌치 내부에 도금공정에 의하여 형성된다. 또한, 트렌치 회로층(108)은 제1 보호층(106)과 제1 빌드업층(105)이 결합된 면으로부터 제1 보호층(106)에 함침된 구조를 갖는다. 최외측 회로층이 트렌치 공법에 의해 형성됨으로써, 트렌치 회로층(108)은 미세한 회로패턴을 가질 수 있고, 최외측 절연층 또는 제1 보호층(106)으로부터 분리될 위험이 감소된다. 또한, 제1 빌드업층(105)의 최내측 회로층(107)은 코어 회로층(103)과 범프(104a)를 통해 전기적으로 연결된다. 한편, 제1 빌드업층(105)의 다수의 회로층간 연결을 위한 비아(109)를 더 포함할 수 있다.

제1 보호층(106)은 제1 빌드업층(105) 상에 형성되고, 트렌치 회로층(108)을 보호하는 역할을 한다. 또한, 제1 보호층(106)에는 트렌치 회로층(108) 중 제1 패드부(110)를 노출시키는 제1 오픈부(111)가 형성될 수 있다. 또한, 제1 보호층(106)은 솔더레지스트로 구성될 수 있다.

한편, 코어기판(101)의 타면에는 제2 빌드업층(112) 및 제2 보호층(113)이 형성된다.

제2 빌드업층(112)의 최내측 회로층(114)은 코어 회로층(103)과 범프(104a)를 통해 연결될 수 있고, 제2 빌드업층(112)의 최외측 회로층(115)은 최외측 절연층에 함침된 구조를 갖는다. 한편, 최외측 회로층(115)이 함침된 구조를 가지므로, 최외측 절연층 상에 돌출되어 형성된 경우보다 최외측 절연층으로부터 분리될 위험이 감소될 수 있다. 한편, 제2 빌드업층(112)의 다수의 회로층간 전기적 연결을 위한 비아(118)가 더 포함될 수 있다.

제2 보호층(113)은 제2 빌드업층(112) 상에 형성되고, 최외측 회로층(115)을 보호하는 역할을 하며, 최외측 회로층(115) 중 제2 패드부(116)를 노출시키는 제2 오픈부(117)를 구비할 수 있다. 또한, 제2 보호층(113)은 솔더레지스트로 구성될 수 있다.

한편, 제1 패드부(110) 및 제2 패드부(116)에는 표면처리층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 표면처리층(미도시)은 부식/산화를 방지하고 솔더볼(미도시)과의 접 착력을 향상시키는 역할을 수행한다.

도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판(100b)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(100b)에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(100b)은, 관통홀(102)과 코어 회로층(103)이 양면에 형성된 코어기판(101)의 일면에 제1 빌드업층(105), 제1 보호층(106)이 형성되고, 타면에 제2 빌드업층(112), 제2 보호층(113)이 형성되며, 트렌치 회로층(108)의 외측으로 범프패드(119)가 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 범프패드(119)는 외부소자(미도시)와 트렌치 회로층(108)을 전기적으로 연결시키기 위한 부재로서, 범프패드(119)의 일면은 트렌치 회로층(108)과 연결되고, 타면은 제1 보호층(106)의 외부로 노출된다. 또한, 범프패드(119)의 노출면은 제1 보호층(106)의 상면과 동일한 높이로 형성될 수 있다. 한편, 범프패드(119)의 노출면에는 표면처리층(미도시)이 더 형성될 수 있다.

인쇄회로기판의 제조방법

도 10 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회 로기판(100a)의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 10에 도시한 바와 같이, 코어기판(101)에 관통홀(102a)을 형성한다.

이때, 관통홀(102a)은 예를 들어, CO₂ 레이저와 같은 레이저 가공법 또는 가공드릴에 의해 형성할 수 있다.

다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 코어 회로층(103) 및 범프(104a)를 형성하고, 관통홀(102)을 도금한다.

이때, 코어 회로층(103)은 통상적인 SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process), 또는 서브트랙티브(Subtractive) 공법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 코어 회로층(103)이 세미 어디티브법 등으로 형성되므로, 층간 정합 문제는 발생하지 않고, LPP에 비하여 제조비용이 절감될 수 있다.

또한, 범프(104a)는 예를 들어, 금속도금층 또는 전기전도성 금속 페이스트에 의해 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 금속도금에 의한 경우를 설명하고, 제2 실시예에서 전기전도성 금속 페이스트로 형성하는 경우를 설명하겠다.

여기서, 범프(104a)는 코어 회로층(103)과 이하에 설명되는 제1 빌드업층(105)의 최내측 회로층(107)의 전기적 연결 및 코어 회로층(103)과 제2 빌드업 층(112)의 최내측 회로층(114)과의 전기적 연결을 위해 형성한다. 범프(104a)는 코어 회로층(103)에 단차를 주어 돌출되게 형성하여 코어 회로층(103)과 한번의 도금공정에 의해 형성할 수 있고, 코어 회로층(103)을 먼저 형성한 후에 따로 도금공정을 거쳐서 형성할 수도 있다. 단, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 코어 회로층(103)과 최내측 회로층(107, 114)을 연결할 수 있는 수단이라면 가능하다.

또한, 도금된 관통홀(102)은 코어기판(101)의 양면에 형성된 코어 회로층(103)간 도통을 위해 사용되므로, 코어 회로층(103)과 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 관통홀(102) 및 코어 회로층(103)은 한번의 도금공정에 의해 동시에 형성할 수 있다.

다음, 도 12에 도시한 바와 같이, 코어 회로층(103) 및 범프(104a)가 형성된 코어기판(101)의 양면에 코어 절연층(105a, 112a)을 적층하여 코어층(123a)을 준비한다.

구체적으로, 코어기판(101)의 일면에는 제1 코어 절연층(105a)을 적층하고, 코어기판(101)의 타면에는 제2 코어절연층(112a)을 적층한다. 한편, 코어 절연층(105a, 112a)의 내부는 범프(104a)에 의해 관통되며, 범프(104a)의 상면은 최내측 회로층(107, 114)과 연결되기 때문에, 코어 절연층(105a, 112a)의 상면과 동일한 평면인 것이 바람직하다. 또는 코어 절연층(105a, 112a)은 이후에 캐리어층(124a)의 접합시 압축이 될 수 있으므로, 범프(104a)의 상면보다 약간 높게 형성 하는 것도 가능하다.

여기서, 제1 코어 절연층(105a)은 이하에 설명되는 제1 빌드업층(105)에 포함되고, 제2 코어 절연층(112a)은 제2 빌드업층(112)에 포함되는 절연층의 개념이다.

다음, 도 13에 도시한 바와 같이, 캐리어(120)의 양면에 이형층(121)을 형성한다.

이때, 캐리어(120)는 인쇄회로기판(100a)의 제조과정에서 지지기능을 수행하기 위한 것으로서, 예를 들어 스테인레스강(Stainless Steel)이나 유기수지재를 함유하는 캐리어(120)가 사용될 수 있다. 특히, 스테인레스강의 경우, 인쇄회로기판과의 분리가 수월하다는 장점이 있다.

또한, 이형층(121)은 인쇄회로기판(100a)으로부터 캐리어(120)를 제거할 때, 인쇄회로기판(100a)으로부터 캐리어(120)를 쉽게 분리시키는 기능을 갖는다. 이형층(121)의 물질로서는 예를 들어, 에폭시수지, 폴리이미드(Polyimide), 페놀(Phenol), 불소수지, PPO(Poly Phenylene Oxide)수지, BT(Bismaleimide Trianzine)수지, 유리섬유 및 종이로 구성된 군에서 하나 이상을 포함하는 절연성 물질일 수 있다.

다음, 도 14에 도시한 바와 같이, 이형층(121)이 형성된 캐리어(120)의 양면에 각각 제1 보호층(106)과 제2 보호층(113)을 형성한다.

이때, 제1 보호층(106)과 제2 보호층(113)은 인쇄회로기판(100a)의 최외층으로서, 각각 이하에 설명되는 트렌치 회로층(108)과 최외측 회로층(115)을 보호하는 역할을 한다. 제1 보호층(106)과 제2 보호층(113)은 절연재로 구성되는 것이 바람직하고, 예를 들어 액상 솔더레지스트와 같이, 솔더레지스트층으로 구성될 수 있다.

다음, 도 15에 도시한 바와 같이, 제1 보호층(106)에 패턴용 트렌치(108a)를 가공한다.

이때, 패턴용 트렌치(108a)는 임프린트 공법(imprinting method)으로 형성하는 것이 바람직하다. 임프린트 공법을 이용하는 경우, 패턴용 트렌치(108a)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 임프린트 몰드(imprint mold)로 제1 보호층(106)을 임프린팅하여 패턴용 트렌치(108a)를 형성할 수 있고, 다른 공법에 비하여 가공비용 및 가공시간이 절감될 수 있기 때문이다. 또한, 레이저 공법을 이용할 수도 있고, 예를 들어, 엑시머(excimer) 레이저를 이용하여 패턴용 트렌치(108a)를 형성할 수 있다.

다음, 도 16에 도시한 바와 같이, 패턴용 트렌치(108a)의 내부에 도금공정을 수행하여 트렌치 회로층(108)을 형성한다.

이때, 패턴용 트렌치(108a)의 내벽을 포함하여 제1 보호층(106)의 표면에 무전해 도금층을 형성한 후, 상기 무전해 도금층을 바탕으로 패턴용 트렌치(108a)의 내부에 전해 도금층을 형성함으로써, 트렌치 회로층(108)을 형성한다. 또한, 패턴용 트렌치(108a)의 내부에 도금층을 형성하는 과정에서 제1 보호층(106) 상에 형성되는 무전해 도금층 및 전해 도금층은 트렌치 회로층(108)이 제1 보호층(106)의 일면과 동일한 표면 높이를 갖도록(함침구조), 기계적 및/또는 화학적 연마공정에 의해 제거되는 것이 바람직하다.

한편, 트렌치 회로층(108)은 인쇄회로기판(100a)의 일측 최외측 회로층이 되는 회로층으로서, 트렌치 공법에 의해 함침되어 형성되므로 최외측 절연층으로부터 분리될 위험이 절감될 수 있다.

다음, 도 17에 도시한 바와 같이, 트렌치 회로층(108)이 형성된 제1 보호층(106) 상에 제1 빌드업층(105)을 형성하고, 제2 보호층(113) 상에 제2 빌드업층(112)을 형성하여 캐리어층(124a)을 준비한다.

이때, 제1 빌드업층(105) 및 제2 빌드업층(112)의 회로층 중 트렌치 회로층(108)을 제외한 회로층은 코어 회로층(103)과 같이, 통상적인 방법으로 형성할 수 있다. 따라서, 층간 정합 문제가 발생하지 않고 제조비용 및 제조시간이 상대적으로 절감된다. 여기서, 제2 빌드업층(112)의 최외측 회로층(115)은 텐팅 공법에 의하여 형성될 수 있고, 이 경우, 제조비용이 매우 절감될 수 있다. 한편, 회로층 간 전기적 도통을 위한 비아(109, 118)를 더 형성할 수 있다. 또한, 제1 빌드업층(105) 및 제2 빌드업층(112)은 단층 또는 다층으로 구성하는 것이 가능하다.

다음, 도 18에 도시한 바와 같이, 코어층(123a)의 양면에 각각 캐리어층(124a)을 각각 접합한다.

이때, 제1 보호층(106)과 제2 보호층(113)이 각각 외측을 향하도록 캐리어층(124a)을 접합한다. 또한, 제1 빌드업층(105)의 최내측 회로층(107) 및 제2 빌드업층(112)의 최내측 회로층(114)은 각각 제1 코어 절연층(105a)과 제2 코어 절연층(112a)에 함침되어, 코어층(123a)의 양면에 형성된 범프(104a)와 연결되고, 최내측 회로층(107, 114)과 코어 회로층(103)이 각각 전기적으로 연결된다.

또한, 제2 빌드업층(112)이 빌드업된 방향과 반대 방향으로 코어층(123)에 접합됨으로써, 제2 빌드업층(112)의 최외측 회로층(115)은 최외측 절연층에 함침된 구조를 갖게 되므로 분리의 위험이 감소될 수 있다.

또한, 코어층(123a)과 캐리어층(124a) 간 반경화 절연층이나 인쇄회로기판용 접착제를 개재하여 접착할 수 있다.

다음, 도 19에 도시한 바와 같이, 캐리어(120)을 제거하고, 캐리어(120) 간 형성된 인쇄회로기판을 얻는다.

이때, 이형층(121)이 형성된 경우, 캐리어(120)를 인쇄회로기판으로부터 분리하는 것이 용이할 수 있다.

다음, 도 20에 도시한 바와 같이, 제1 보호층(106)에 제1 오픈부(111)를 형성하고, 제2 보호층(113)에 제2 오픈부(117)를 형성한다.

구체적으로, 제1 보호층(106)에 트렌치 회로층(108) 중 제1 패드부(110)를 노출시키는 제1 오픈부(111)를 형성하고, 제2 보호층(113)에 제2 빌드업층(112)의 최외측 회로층(115) 중 제2 패드부(116)를 노출시키는 제2 오픈부(117)를 형성한다. 이때, 제1 오픈부(111) 및 제2 오픈부(117)는 예를 들어, 레이저 방식, 가공 드릴, 임프린트 방식에 의해 가공될 수 있다. 또한, 레이저 방식에 의해 제1 오픈부(111) 및 제2 오픈부(117)를 가공하는 경우, 각각 제1 패드부(110)와 제2 패드부(116)가 금속으로 이루어진바, 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.

이후에, 제1 패드부(110) 및 제2 패드부(116)에는 추가적으로 솔더볼(미도시)이 형성되어 외부소자(미도시)와 연결될 수 있다.

또한, 도시하지는 않았지만, 제1 패드부(110)와 제2 패드부(116)와 솔더볼(미도시) 간 접착력을 향상시키고, 부식/산화 방지를 위한 표면처리층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 패드부(110)와 제2 패드부(116)의 표면에 니켈 도금층 또는 니켈 합금 도금층으로 형성되거나, 상기 니켈 도금층 또는 니켈 합금 도금층의 상부에 팔라듐 도금층, 금 도금층, 또는 상기 팔라듐 도금층 및 상기 금 도금층을 순차적으로 얇게 형성하여, 표면처리층(미도시)을 형성할 수 있다.

이와 같은 제조공정에 의해 도 20에 도시한, 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판(100a)이 제조된다.

도 21내지 도 32를 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 인쇄회 로기판(100b)의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 21 내지 도 23에 도시한 바와 같이, 코어기판(101)의 내부에 관통홀(102a)을 가공, 도금하고, 코어기판(101)의 양면에 코어 회로층(103) 및 범프(104b)를 형성하여 코어층(123b)을 준비한다.

본 실시예에서는 범프(104b)를 예를 들어, 금, 은, 니켈, 구리 등의 전기전도성 금속 페이스트를 코어 회로층(103) 상에 인쇄하여 형성할 수 있다. 단, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 실시예와 같이 도금하여 형성할 수도 있다.

다음, 도 24 내지 도 28에 도시한 바와 같이, 캐리어(120)의 양면에 이형층(121)을 형성하고, 제1 보호층(106) 및 제2 보호층(113)을 형성하며, 제1 보호층(106)에 패턴용 트렌치(108a) 및 범프패드용 트렌치(119a)를 가공, 도금한 후, 제1 빌드업층(105) 및 제2 빌드업층(112)을 각각 형성하여 캐리어층(124b)을 준비한다.

이때, 패턴용 트렌치(108a)와 함께 범프패드용 트렌치(119a)를 형성한다. 예를 들어, 임프린트 공법으로 패턴용 트렌치(108a)를 형성하는 경우 임프린트 몰드의 일부분을 길게 형성하여 범프패드용 트렌치(119a)를 함께 가공할 수 있고, CO₂ 레이저를 이용하여 별도로 가공할 수도 있다. 또한, 범프패드용 트렌치(119a)는 이형층(121)과 제1 보호층(106)이 만나는 면까지 가공할 수 있다.

또한, 패턴용 트렌치(108a)와 범프패드용 트렌치(109a)를 도금하여, 제1 보호층(106)에는 트렌치 회로층(108)과 일면이 연결되고, 타면이 제1 보호층(106)의 상면으로 노출되는 범프패드(119)를 형성할 수 있다. 또한, 범프패드(119)의 노출면과 제1 보호층(106)의 상면은 동일한 표면상에 위치할 수 있다.

다음, 도 29 내지 도 31에 도시한 바와 같이, 코어층(123b)의 양면에 캐리어층(123b)을 접합하고, 캐리어(120)를 분리하며, 제2 오픈부(117)를 형성하여 인쇄회로기판(100b)을 제조한다.

이때, 범프패드(119)에는 표면처리층(미도시)이 더 형성되고, 솔더볼(미도시)이 더 형성될 수 있다.

다음, 도 32에 도시한 바와 같이, 범프패드(119)의 상면에 접속패드(122)를 더 형성할 수 있다.

이때, 접속패드(122)는 범프패드(119)의 표면적을 넓게 하여 솔더볼(미도시)이나 외부소자(미도시)와의 전기적 연결을 위한 접착 면적을 크게 함으로써 접착력을 향상시킬 수 있다.

이와 같은 제조공정에 의해 도 31에 도시한, 바람직한 제2 실시예에 따른 인 쇄회로기판(100b)이 제조된다.

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 3은 종래의 일 예에 따른 세미 어디티브법에 의해 회로패턴을 형성하는 방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

도 4 내지 도 7은 종래의 다른 예에 따른 LPP법에 의해 회로패턴을 형성하는 방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 10 내지 도 20은 도 8에 도시한 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

도 21 내지 도 32는 도 9에 도시한 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 코어기판 102 : 관통홀

103 : 코어 회로층 105 : 제1 빌드업층

106 : 제1 보호층 108 : 트렌치 회로층

112 : 제2 빌드업층 113 : 제2 보호층

119 : 범프패드 120 : 캐리어

121 : 이형층

Claims

양면에 코어 회로층이 형성된 코어기판;

상기 코어기판의 일면에 형성된 제1 빌드업층;

상기 코어기판의 타면에 형성된 제2 빌드업층; 및

상기 제1 빌드업층 및 상기 제2 빌드업층 상에 각각 형성된 제1 보호층 및 제2 보호층을 포함하되,

상기 제1 빌드업층은 최외측 회로층으로서 트렌치 공법에 의해 형성된 트렌치 회로층을 갖고, 상기 트렌치 회로층은 상기 제1 보호층에 매립되어 형성되며, 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층은 상기 제2 빌드업 층의 최외측 절연층에 매립되어 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,

상기 코어 회로층과 상기 제1 빌드업층의 최내측 회로층을 연결하는 범프, 및 상기 코어 회로층과 상기 제2 빌드업층의 최내측 회로층을 연결하는 범프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
청구항 2에 있어서,

상기 범프 모두는 금속 도금층 또는 전기전도성 금속 페이스트인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 각각 솔더레지스트층인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 보호층에는 상기 트렌치 회로층 중 제1 패드부를 노출시키는 제1 오픈부가 형성되어 있고, 상기 제2 보호층에는 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층 중 제2 패드부를 노출시키는 제2 오픈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 보호층은 일면이 상기 트렌치 회로층과 연결되고, 타면이 외부에 노출되는 범프패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
(A) 코어기판의 양면에 코어 회로층을 형성하여 코어층을 준비하는 단계;

(B) 캐리어의 일면에 제1 보호층, 타면에 제2 보호층을 형성하고, 상기 제1 보호층에 패턴용 트렌치를 가공하고 도금하여 트렌치 회로층을 형성한 후, 상기 제1 보호층에 제1 빌드업층을 형성하고, 상기 제2 보호층에 제2 빌드업층을 형성하여 캐리어층을 준비하는 단계;

(C) 상기 코어층의 양면에 상기 캐리어층을 각각 접합시키는 단계; 및

(D) 상기 캐리어층의 상기 캐리어를 제거하는 단계;

를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

상기 (A) 단계는,

(A1) 코어기판의 내부에 관통홀을 형성하는 단계;

(A2) 상기 코어기판의 양면에 상기 관통홀의 도금과 동시에 코어 회로층을 형성하고 상기 코어 회로층과 연결되되 돌출된 범프를 형성하는 단계; 및

(A3) 상기 코어기판의 양면에, 상기 범프가 관통되는 코어 절연층을 적층하여 코어층을 준비하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 8에 있어서,

상기 범프는 금속 도금층 또는 전기전도성 금속 페이스트인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

상기 (B) 단계는,

(B1) 캐리어의 양면에 이형층을 형성하는 단계;

(B2) 상기 이형층이 형성된 상기 캐리어의 일면에 제1 보호층을 형성하고, 타면에 제2 보호층을 형성하는 단계;

(B3) 상기 제1 보호층에 패턴용 트렌치를 가공하고 도금하여 트렌치 회로층을 형성하는 단계; 및

(B4) 상기 트렌치 회로층이 형성된 상기 제1 보호층에 제1 빌드업층을 형성하고, 상기 제2 보호층에 제2 빌드업층을 형성하여, 캐리어층을 준비하는 단계;

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

상기 (C) 단계에서, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층이 외측을 향하도록, 상기 코어층의 양면에 상기 캐리어층을 접합시키는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 각각 솔더레지스트층인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 7에 있어서,

(E) 상기 제1 보호층에 상기 트렌치 회로층 중 제1 패드부를 노출시키는 제1 오픈부를 가공하고, 상기 제2 보호층에 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층 중 제2 패드부를 노출시키는 제2 오픈부를 가공하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
(A) 코어기판의 양면에 코어 회로층을 형성하여 코어층을 준비하는 단계;

(B) 캐리어의 일면에 제1 보호층, 타면에 제2 보호층을 형성하고, 상기 제1 보호층에 패턴용 트렌치 및 범프패드용 트렌치를 가공하고 도금하여 트렌치 회로층 및 범프패드를 형성한 후, 상기 제1 보호층에 제1 빌드업층을 형성하고, 상기 제2 보호층에 제2 빌드업층을 형성하여 캐리어층을 준비하는 단계;

(C) 상기 코어층의 양면에 상기 캐리어층을 각각 접합시키는 단계; 및

(D) 상기 캐리어층의 상기 캐리어를 제거하는 단계;

를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

상기 (A) 단계는,

(A1) 코어기판의 내부에 관통홀을 형성하는 단계;

(A2) 상기 코어기판의 양면에 상기 관통홀의 도금과 동시에 코어 회로층을 형성하고 상기 코어 회로층과 연결되되 돌출된 범프를 형성하는 단계; 및

(A3) 상기 코어기판의 양면에, 상기 범프가 관통되는 코어 절연층을 적층하여 코어층을 준비하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 15에 있어서,

상기 범프는 금속 도금층 또는 전기전도성 금속 페이스트인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

상기 (B) 단계는,

(B1) 캐리어의 양면에 이형층을 형성하는 단계;

(B2) 상기 이형층이 형성된 상기 캐리어의 일면에 제1 보호층을 형성하고, 타면에 제2 보호층을 형성하는 단계;

(B3) 상기 제1 보호층에 패턴용 트렌치 및 상기 이형층의 상면까지 형성되는 범프패드용 트렌치를 가공하고 도금하여 트렌치 회로층 및 범프패드를 형성하는 단계; 및

(B4) 상기 트렌치 회로층이 형성된 상기 제1 보호층에 제1 빌드업층을 형성하고, 상기 제2 보호층에 제2 빌드업층을 형성하여, 캐리어층을 준비하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

상기 (C) 단계에서, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층이 외측을 향하도록, 상기 코어층의 양면에 상기 캐리어층을 접합시키는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기 판의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 각각 솔더레지스트층인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

(E) 상기 제2 보호층에 상기 제2 빌드업층의 최외측 회로층 중 제2 패드부를 노출시키는 제2 오픈부를 가공하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.