KR20110043898A - 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법 - Google Patents

극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법 Download PDF

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Abstract

극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법이 개시된다.
본 발명은 감광성 절연재의 상부 표면에 노광에 의해 회로 자리를 음각으로 형성하고, 감광성 절연재의 표면전체에 무전해 또는 스퍼터링 등의 방식으로 전기전도층을 형성하고, 회로 자리의 음각부분이 채워지도록 전기전도층이 형성된 절연재의 표면전체를 도금하여 동도금층을 형성하며, 감광성 절연재의 상부표면이 노출되도록 전기전도층 및 동도금층을 제거함에 따라 인쇄회로기판에 극미세 회로를 형성할 수 있다.
감광성 절연재, 전기전도층, 동도금층, 인쇄회로기판, 극미세 회로

Description

극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF PCB HAVING FINE PITCH CIRCUIT}
본 발명은 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감광성 절연재에 노광에 의해 음각의 회로 자리를 형성하여 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)은 페이퍼-페놀(Paper Phenol) 수지 또는 글라스-에폭시(Glass Epoxy) 수지 등과 같은 절연재질의 기판 상에 동박층을 적층시키고, 레지스트 패턴 형성 및 부식 등의 기술에 의해 구리 배선을 위한 도형으로 완성시킨 것이다.
이러한 인쇄회로기판은 핸드폰, 노트북, 캠코더, BGA(Ball Grid Array), CSP(Chip Scale Package), MCM(Multi Chip Module) 등의 제품에 회로기판 또는 반도체용 패키지 기판에 여러 형태로 적용되고 있다.
인쇄회로기판(10)의 제조 과정을 도 1을 참조하여 설명하면, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 기판으로 사용될 절연층(11)을 준비하고 절연층(11)의 상부면에 동박층(13)을 형성한다.
다음으로 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 동박층(13) 위에 라미네이션(Lamination) 등의 방법에 의해 드라이 필름(Dry Film, 15)을 형성한다. 다음으로 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 노광 및 현상을 통해 드라이 필름(15)에 회로 자리(14)를 형성한다. 이때 회로 자리(14)는 동박층(13)이 노출되도록 드라이 필름(15)에 음각으로 형성된다.
다음으로 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(15)에 음각으로 형성된 회로 자리(14)의 음각부분에 전기도금으로 구리를 도금하여 동도금층(17)을 형성한다. 이 동도금층(17)은 이후에 회로가 된다.
다음으로 도 1의 (e)에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(15)을 박리하면 동박층(13)위에 형성된 동도금층(17)만 남게된다. 마지막으로, 도 1의 (f)에 도시된 바와 같이, 에칭 등의 방법으로 동도금층(17)의 하부에 있는 동박층(13) 외에 나머지 동박층(13)을 제거하면 회로가 완성되어 인쇄회로기판(10)의 제조가 완료된다.
이와 같은 인쇄회로기판(10)은 40㎛ 이상의 피치(pitch)를 갖는 미세회로를 구현할 수는 있으나, 드라이 필름(15)이 동박층(13)에 부착되는 밀착력의 한계에 의해 40㎛ 보다 작은 피치를 갖는 극미세회로를 구현하는데는 어려움이 있다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 절연재에 노광에 의해 음각으로 회로 자리를 형성하고, 전기전도층 및 동도금층을 형성하며, 불필요한 전기전도층 및 동도금층을 제거함으로써 극미세 회로를 구현할 수 있는 인쇄회로기판 제조 방법을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 공정이 단순해지고 회로가 감광성 절연재의 내부에 구현되면서 솔더마스크가 평탄한 인쇄회로기판을 제조할 수 있고, 아울러 패키징 공정에서 불량을 최소화할 수 있는 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a)절연재를 준비하는 단계, (b)상기 절연재의 상부 표면에 노광에 의해 회로 자리를 음각으로 형성하는 단계, (c)상기 절연재의 표면전체에 전기전도층을 형성하는 단계, (d)상기 회로 자리의 음각부분이 채워지도록 상기 전기전도층이 형성된 상기 절연재의 표면전체를 도금하여 동도금층을 형성하는 단계 및 (e)상기 절연재가 노출되도록 상기 전기전도층 및 상기 동도금층을 제거하여 회로를 형성하는 단계를 포함하는 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법을 제공한다.
상기 (a)단계는, 상기 절연재는 감광성(Photo-Imageable) 절연재일 수 있다.
상기 (a)단계는, 절연층의 상부에 감광성 절연재를 형성할 수 있다.
상기 감광성 절연재의 상부 표면에 형성되는 음각의 회로자리는 패턴 마스크(mask) 또는 레이저직접노광방식(LDI; Laser Direct Imaging)을 이용한 노광 및 현상에 의해 형성될 수 있다.
상기 (c)단계에서, 상기 전기전도층은 무전해도금 또는 스퍼터링 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 (e)단계에서, 화학적 에칭 또는 기계적 연마에 의해 상기 감광성 절연재를 노출할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법에 의하면, 감광성 절연재를 준비하고, 감광정 절연재의 상부 표면에 노광에 의해 회로 자리를 음각으로 형성하고, 감광성 절연재의 표면전체에 전기전도층을 형성하고, 회로 자리의 음각부분이 채워지도록 도금하여 동도금층을 형성하고, 감광성 절연재가 노출되도록 전기전도층 및 전기도금한 동박을 제거함에 따라 피치가 40㎛보다 작은 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인쇄회로기판 제조 시 공정이 단순하고, 회로가 감광성 절연재의 내부에 구현되면서 솔더마스크가 평탄하고 패키징 공정에서 불량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설 명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법에 의해 제조된 인쇄회로기판은 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법에 의해 제조된 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판(100)은 감광성 절연재(110), 전기전도층(130) 및 동도금층(140)을 포함하여 구성된다.
감광성 절연재(110)는 빛에 의해 경화되는 특성을 갖는 절연재로서, 일반적인 절연재가 열에 의해 경화되는 것과 차이점을 갖는다.
일반적으로 열에 의해 경화되는 절연재는 노광 및 현상 방법에 의해 절연재에 패턴을 음각으로 형성하는 것이 불가능하다. 그러나, 감광성 절연재(110)는 빛에 의해 경화되므로 노광 및 현상 방법에 의해 형성하고자 하는 회로의 형상에 대응하는 회로 자리(120)를 음각으로 형성할 수 있다. 이때, 감광성 절연재(110)는 빛에 의해 경화되는 특성을 갖는 절연재는 모두 사용할 수 있다.
전기전도층(130)은 감광성 절연재(110)에 음각으로 형성된 회로 자리(120)를 포함하여 음각부분을 따라 표면에 전기를 도통할 수 있는 층이 베이스를 형성한다. 그리고 동도금층(140)은 전기전도층(130)이 형성된 회로 자리(120)의 음각부분을 채운다. 이에 의해 회로가 형성된다.
구체적으로, 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판(100)의 제조 방법에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3은 도 2의 본 발명의 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판의 제조 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4는 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면이다.
먼저 S311 과정에서 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 감광성 절연재(110)를 준비한다.
다음으로 S313 과정에서 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 감광성 절연재(110)의 상부 표면에 회로 자리(120)를 형성한다. 회로 자리(120)는 노광 및 현상 방법에 의해 형성되는데, 패턴 마스크(Mask)를 사용하는 노광방식 또는 레이저직접노광방식(LDI; Laser Direct Imaging)을 사용할 수 있다. 그러나, 회로 자리(120)를 형성하는 방법은 패턴 마스크를 사용하거나, 레이저회로투사기에 의한 노광 및 현상 방법에 한정되지 않는다.
다음으로 S315 과정에서 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 회로 자리(120)가 형성된 감광성 절연재(110)의 표면전체에 전기전도층(130)이 형성된다. 이때, 전기전도층(130)은 감광성 절연재(110)의 회로 자리(120)의 음각부분 이외에도 부수적으로 감광성 절연재(110)의 측면 및 하부표면에도 형성될 수 있다. 감광성 절연재(110)의 측면 및 하부표면에 형성되는 전기전도층(130)은 이후 공정에서 제거된다.
이때, 전기전도층(130)은 무전해도금 또는 스퍼터링(sputtering) 방법에 의해 형성될 수 있으나, 형성 방법은 이에 한정되지 않는다.
다음으로 S317 과정에서 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 전기전도층(130)의 표면전체를 구리로 전기도금하여 동도금층(140)을 형성한다. 동도금층(140) 역시 전기전도층(130)의 상부표면, 하부표면 및 측면에 형성된다. 그리고, 동도금층(140)은 전기전도층(130)이 형성된 음각의 회로 자리(120)의 음각부분을 채운다.
이때, 음각부분의 회로 자리(120) 이외의 감광성 절연재(110)의 상부 표면, 하부 표면 및 측면에 형성되는 전기전도층(130) 및 동도금층(140)은 공정 시에 부수적으로 형성되는 것으로, 회로를 구현한 이후에 쇼트 등의 불량을 야기할 수 있으므로 다음 공정에서 제거하는 것이 바람직하다.
다음으로 S319 과정에서 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이 전기전도층(130) 및 동도금층(140)을 제거하여 감광성 절연재(110)가 노출되도록 한다. 전기전도층(130) 및 동도금층(140)을 제거하면 도 2에 도시된 인쇄회로기판(100)과 동일한 인쇄회로기판(100)이 제조된다.
전기전도층(130) 및 동도금층(140)을 제거할 때에는 음각의 회로 자리(120)를 제외한 나머지 감광성 절연재(110)의 상부 표면, 하부 표면 및 측면의 전기전도층(130) 및 동도금층(140)을 제거한다. 이때에는 화학적 에칭 또는 기계적 연마에 의해 제거할 수 있다.
화학적 에칭은 에칭액을 함유한 에칭조에 디핑하여 수행되거나, 스프레이 방법 등 다양한 화학적 습식 에칭법이 사용될 수 있으며, 그 방법은 이에 한정되지 않는다. 또한, 화학적 에칭 방법은 경우에 따라서 두 가지를 조합하여 사용할 수도 있다. 이때, 에칭액은 종류가 한정되지 않고 통상의 회로형성 공정에서 사용되는 에칭액을 사용할 수 있다.
기계적 연마는 버프(buff) 연마, 샌드벨트(sand belt) 연마 또는 폴리싱 연마 중 하나 이상의 방법을 포함하여 수행될 수 있다.
즉, 감광성 절연재(110)에 회로 자리(120)를 노광 및 현상 방법에 의해 음각으로 구현하고, 그 음각부분에 전기전도층(130) 및 동도금층(140)을 형성하고, 불필요한 부분을 제거함으로써 감광성 절연재(110) 내부에 회로가 형성된다.
이와 같은 방법으로 형성된 회로는 드라이 필름을 사용하지 않고 제조되기 때문에 피치가 40㎛ 이하인 극미세회로로 제조될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(100)은 단순화된 공정에 의해 제조되고, 솔더마스크가 평탄하며 패키징 공정에서 불량을 최소화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법에 의해 제조된 인쇄회로기판은 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판(200)은 절연층(211)의 위에 감광성 절연재(210)를 형성한다. 이때, 감광성 절연재(210)는 코팅 또는 라미네이션 방법에 의해 절연층(211)의 위에 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 5의 (a)와 같이 절연층(211) 위에 감광성 절연재(210)가 형성되면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 감광성 절연재(210)의 상부 표면에 음각으로 회로 자리(220)를 형성한다.
다음으로 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 회로 자리(220)를 포함한 감광성 절연재(210)의 상부표면과 감광성 절연재(210) 및 절연층(211)의 측면 그리고 절연층(211)의 하부 표면에 전기전도층(230)을 형성한다.
이후, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이 회로 자리(220)의 음각부분이 채워지도록 절연층(230)이 형성된 감광성 절연재(210) 및 절연층(211)의 표면전체를 도금한다.
마지막으로, 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이 절연층(211) 및 감광성 절연재(210)의 표면이 노출되도록 전기전도층(230) 및 동도금층(240)을 제거한다. 이와 같은 방법에 의해 두 층의 절연층을 갖는 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판(200)을 제조할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 종래의 인쇄회로기판 제조 공정을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법에 의해 제조된 인쇄회로기판을 나타내는 단면도,
도 3은 도 2의 본 발명의 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판의 제조 방법을 나타내는 흐름도,
도 4는 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면,
그리고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 인쇄회로기판 110 : 감광성 절연재
211 : 절연층 120 : 회로 자리
130 : 전기전도층 140 : 동도금층

Claims (6)

  1. (a)절연재를 준비하는 단계;
    (b)상기 절연재의 상부 표면에 노광에 의해 회로 자리를 음각으로 형성하는 단계;
    (c)상기 절연재의 표면전체에 전기전도층을 형성하는 단계;
    (d)상기 회로 자리의 음각부분이 채워지도록 상기 전기전도층이 형성된 상기 절연재의 표면전체를 도금하여 동도금층을 형성하는 단계; 및
    (e)상기 절연재가 노출되도록 상기 전기전도층 및 상기 동도금층을 제거하여 회로를 형성하는 단계;
    를 포함하는 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    상기 절연재는 감광성(Photo-Imageable) 절연재인 것을 특징으로 하는 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    절연층의 상부면에 감광성 절연재를 형성하는 것을 특징으로 하는 극미세 회 로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 감광성 절연재의 상부 표면에 형성되는 음각의 회로 자리는 패턴 마스크(mask) 또는 레이저직접노광방식(LDI; Laser Direct Imaging)을 이용한 노광 및 현상에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 (c)단계에서,
    상기 전기전도층은 무전해도금 또는 스퍼터링 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 (e)단계에서,
    화학적 에칭 또는 기계적 연마에 의해 상기 감광성 절연재를 노출하는 것을 특징으로 하는 극미세 회로를 갖는 인쇄회로기판 제조 방법.
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