KR20110050050A - 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

인쇄회로기판 제조방법이 개시된다. 인바와 구리의 합금을 포함하여 이루어지는 코어층을 형성하는 단계; 코어층에 절연층을 형성하는 단계; 및 절연층에 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법은, 인쇄회로기판의 열전도도와 휨 변형에 대한 저항력을 동시에 향상시킬 수 있다.

메탈 코어, 인바, 구리, 합금

Description

인쇄회로기판 제조방법 {Method for Manufacturing Printed Circuit Board}

본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

전자부품의 소형화, 고밀도화, 박형화에 따라 반도체 패키지 기판 또한 박형화, 고기능화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 여러 개의 반도체 칩을 하나의 기판에 스택하여 실장하는 기술(MCP:Multi Chip Package) 혹은 칩이 실장된 여러 개의 기판을 스택하는 기술(PoP:Package on Package)의 구현을 위해서는 칩과 유사한 수준의 열팽창 거동을 가지면서 실장 후 휨의 특성이 우수한 기판의 개발이 필요하게 되었다.

또한 최근 칩의 고성능화에 따른 동작속도의 증가로 인하여 발열의 문제가 심각해지고 있어서 이에 대한 대책이 시급히 필요한 실정이다. 이러한 요구에 대응하기 위한 가장 보편적인 방법은 기판의 코어에 열전도도가 우수한 동(Cu) 혹은 알루미늄(Al) 등과 같은 메탈을 삽입하여 메탈코어 기판을 제작하는 기술이다.

알루미늄, 동 등과 같은 메탈의 경우 열팽창 특성과 열 전도도 특성이 매우 우수하기 때문에 기판의 열팽창 거동을 억제함과 동시에 방열기능의 역할을 수행할 수 있다.

본 발명은 열전도도와 휨에 대한 변형 특성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판제조방버을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 인바와 구리의 합금을 포함하여 이루어지는 코어층을 형성하는 단계; 코어층에 절연층을 형성하는 단계; 및 절연층에 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법이 제공된다.

여기서, 코어층을 형성하는 단계는 인바와 구리를 물리적으로 결합시킬 수 있으며, 이 때, 물리적으로 결합시키는 단계는 인바를 재결정온도 이상으로 가열하는 단계; 인바와 구리를 혼합하는 단계; 및 혼합된 인바와 구리를 압연하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 코어층을 형성하는 단계는 인바와 구리를 화학적으로 결합시킬 수 있으며, 이 때, 화학적으로 결합시키는 단계는 인바에 구리를 전해 도금하여 수행될 수 있다.

또한, 화학적으로 결합시키는 단계는 인바와 구리를 함께 전해 도금하여 수 행될 수 있다.

한편, 코어층을 형성하는 단계와 절연층을 형성하는 단계 사이에, 코어층에 관통홀을 형성하는 단계를 더 포함하며, 절연층을 형성하는 단계는 관통홀이 충전되도록 수행될 수 있다.

이 때, 회로패턴을 형성하는 단계는 관통홀에 비아홀을 형성하는 단계; 및 비아홀의 내주면을 도금하여 비아를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 관통홀을 형성하는 단계는 코어층을 습식 식각함으로써 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 인쇄회로기판의 열전도도와 휨 변형에 대한 저항력을 동시에 향상시킬 수 있다.

본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(1000) 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(1000) 제조방법은, 인바와 구리를 포함하여 이루어지는 코어층(100)을 이용함으로써, 인쇄회로기판(1000)의 열전도도가 향상될 수 있으며, 휨(warpage) 변형에 대해 저항력도 향상될 수 있다.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(1000)을 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 인바와 구리의 합금을 포함하여 이루어지는 코어층(100)을 형성할 수 있다. (S100)

코어층(100)은 인쇄회로기판(1000)의 중심에 배치되어, 인쇄회로기판(1000)을 구조적으로 지지함과 동시에 인쇄회로기판(1000)에서 발생하는 열을 잘 방열시킬 수 있어야 한다. 이에 열전도도가 우수한 구리와 열팽창에 대한 저항력이 큰 인바(invar)의 합금을 이용함으로써, 인쇄회로기판(1000)의 열전도도와 휨 변형에 대한 저항력을 동시에 향상시킬 수 있다.

코어층(100)을 형성하는 방법은 물리적 또는 화학적 방법으로 이루어질 수 있다.

먼저, 물리적 방법을 살펴보면, 인바를 열간압연하는 과정에 구리를 함께 함유하여 인바와 구리의 합금을 포함하여 이루어지는 코어층(100)을 형성할 수 있다. 이 과정은 인바(철과 니켈의 혼합물)를 재결정온도 이상으로 가열한 상태에서, 구리를 혼합한 다음, 이 혼합물을 압연함으로써 수행될 수 있다.

이 때, 코어층(100)의 두께는 예를 들어 15 이상 60 마이크로미터 이하일 수 있으며, 구리의 함량은 전체 중량에 대하여 5 이상 25 % 이하일 수 있다.

다음으로, 화학적인 방법을 살펴보면, 압연 공정을 거쳐 제조된 인바에 구리를 전해도금하여 코어층(100)을 형성할 수 있다.

화학적인 다른 방법으로는, 캐리어와 같은 지지체에 전해도금을 이용하여 인바를 형성하는 과정에 구리를 함께 전해도금함으로써 코어층(100)을 형성할 수도 있다.

한편, 코어층(100)을 형성하는 단계는 인바와 구리를 포함하여 이루어지는 합금의 표면에 조도를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 코어층(100)에 관통홀(110)을 형성할 수 있다. (S200) 관통홀(110)은 후술할 비아(212)비아홀(210)을 형성하기 위해 예비적으로 코어층(100)에 형성하는 홀을 말한다. 관통홀(110)은 코어층(100)의 손상을 방지하기 위해, 관통홀(110)의 위치에 상응하는 코어층(100)의 일부를 습식 식각하여 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 코어층(100)에 절연층(200)을 형성할 수 있다. (S300) 절연층(200)은 예를 들어 프리프레그와 같은 절연자재를 반경화 상태로 코어층(100)에 적층하여 관통홀(110)이 충전되도록 코어층(100)의 양면에 형성할 수 있다.

이 때, 코어층(100)에 절연층(200)을 형성하기 이전에, 예를 들어 액상 폴리이미드 또는 액상 합성수지 등과 같은 저열경화성 수지를 코어층(100)에 예를 들어 2 이상 10 마이크로미터 이하의 두께로 도포한 후 열풍 건조시킴으로써, 절연 층(200)과 코어층(100) 간에 결합력을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 절연층(200)에 회로패턴(214)을 형성할 수 있다. (S400)

회로패턴(214)을 형성하기 위해, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 절연층(200)의 양면에 구리 도금을 수행하여 절연층(200)의 양면에 동박층(300)을 형성할 수 있다. 동박층(300)은 예를 들어, 2 마이크로미터 이상의 두께로 형성될 수 있다.

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 관통홀(110)의 위치에 비아(212)비아홀(210)을 형성할 수 있다. 비아(212)비아홀(210)은 레이저 가공 또는 기계적 가공에 의해 형성될 수 있으며, 비아(212)비아홀(210)을 형성한 이후에 비아(212)비아홀(210) 주위에 부스러기 등을 제거하기 위해 디스미어 공정을 수행할 수 있다. 또한, 비아(212)비아홀(210) 내주면에 구리 도금층을 형성할 수도 있다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 동박층(300)을 이용하여 서브스트랙티브(substractive) 또는 에디티브(additive 또는 semi additive)방식으로 회로패턴(214)을 형성할 수 있다. 이 때, 비아(212)비아홀(210)의 내주면에 도전성 물질을 도금하여 충전함으로써 비아(212)를 형성할 수 있다.

다층으로 이루어지는 인쇄회로기판(1000)을 제조하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 회로패턴(214) 상에 절연층(310)을 적층하고, 그 위에 회로패턴(216)을 형성함으로써, 다층 인쇄회로기판(1000)을 형성할 수 있다. 이 때, 회로패턴(216)은 블라인드 비아를 포함할 수 있으며, 블라인드 비아는 절연층(310) 상하의 회로패턴(216) 간에 전기적 연결을 제공할 수 있다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 회로패턴(216) 상에 솔더레지스트층(400)을 형성하여, 회로패턴(216) 보호층을 형성할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 순서도.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 코어층 200: 절연층

300: 동박층 214: 회로패턴

Claims (9)

1. 인바(invar)와 구리(Cu)의 합금을 포함하여 이루어지는 코어층을 형성하는 단계;

   상기 코어층에 절연층을 형성하는 단계; 및

   상기 절연층에 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 코어층을 형성하는 단계는 상기 인바와 상기 구리를 물리적으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 물리적으로 결합시키는 단계는

   상기 인바를 재결정온도 이상으로 가열하는 단계;

   상기 인바와 상기 구리를 혼합하는 단계; 및

   혼합된 상기 인바와 상기 구리를 압연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 코어층을 형성하는 단계는 상기 인바와 상기 구리를 화학적으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 화학적으로 결합시키는 단계는

   상기 인바에 상기 구리를 전해 도금하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 화학적으로 결합시키는 단계는

   상기 인바와 상기 구리를 함께 전해 도금하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 코어층을 형성하는 단계와 상기 절연층을 형성하는 단계 사이에,

   상기 코어층에 관통홀을 형성하는 단계를 더 포함하며,

   상기 절연층을 형성하는 단계는 상기 관통홀이 충전되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 회로패턴을 형성하는 단계는

   상기 관통홀에 비아홀을 형성하는 단계; 및

   상기 비아홀의 내주면을 도금하여 비아를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 관통홀을 형성하는 단계는

   상기 코어층을 습식 식각함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.

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