KR20110050269A - 기판 제조용 캐리어 부재 및 이를 이용한 기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 제조용 캐리어 부재 및 이를 이용한 기판의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 기판 제조용 캐리어 부재는 일면이 서로 마주보도록 적층된 2개의 제1 금속층, 상기 2개의 제1 금속층의 측면을 둘러싼 절연재 및 상기 2개의 제1 금속층의 타면에 각각 적층되고, 상기 제1 금속층보다 넓은 면적으로 형성되어 테두리가 상기 절연재로 서로 결합된 2개의 제2 금속층을 포함하여 구성되며, 캐리어 부재의 구성요소를 단순화하여 캐리어 부재의 박판화를 구현할 수 있고, 코어리스 기판의 전체적인 제조비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.

인쇄회로기판, 코어리스, 캐리어 부재, 라우팅 공정

Description

기판 제조용 캐리어 부재 및 이를 이용한 기판의 제조방법{A CARRIER MEMBER FOR MANUFACTURING A SUBSTRATE AND A METHOD OF MANUFACTURING A SUBSTRATE USING THE SAME}

본 발명은 기판 제조용 캐리어 부재 및 이를 이용한 기판의 제조방법에 관한 것이다.

통상 인쇄회로기판은 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동박으로 배선을 형성하여 보드 상에 IC(integrated circuit) 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들 간의 전기적 배선을 구현한 후 절연체로 코팅한 것이다.

최근, 전자산업의 발달로 인하여 전자부품의 고기능화, 경박단소화에 대한 요구가 급증하고 있고, 이에 따라 이러한 전자부품이 탑재되는 인쇄회로기판 또한 고밀도 배선화 및 박판화가 요구되고 있다.

특히, 인쇄회로기판의 박판화에 대응하기 위해서 코어기판을 제거하여 전체 적인 두께를 줄이고, 신호처리시간을 단축할 수 있는 코어리스 기판이 주목받고 있다. 그런데, 코어리스 기판의 경우 코어기판을 사용하지 않기 때문에 제조공정 중에 지지체 기능을 수행할 수 있는 캐리어 부재가 필요하다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 캐리어 부재를 이용하여 기판을 제조하는 방식을 공정순서대로 도시하는 도면이며, 이를 참조하여 종래기술의 문제점을 살펴본다.

우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 캐리어 부재(10)를 준비하는 단계이다. 캐리어 부재(10)는 동박적층판(11; CCL)을 중심에 두고 양면에 접착필름(12), 제1 금속층(13), 제2 금속층(14) 순으로 적층하여 형성한다. 이때, 고온/고압 프레스로 가열 및 가압을 가해줌으로써 접착필름(12)의 양단은 동박적층판(11)과 제2 금속층(14)에 접합한다.

다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 캐리어 부재(10)의 상부에 빌드업층(15)을 형성하는 단계이다. 이때, 빌드업층(15)은 일반적인 방식으로 형성되며 최외각층에는 빌드업층(15)의 휨을 방지하기 위한 별도의 제3 금속층(16)을 적층한다.

다음, 도 1c에 도시된 바와 같이, 빌드업층(15)을 캐리어 부재(10)로부터 분리하는 단계이다. 이때, 동박적층판(11)과 제2 금속층(14)에 접합한 접착필름(12)의 양단을 라우팅 공정을 통해서 제거하여 빌드업층(15)을 캐리어 부재(10)로부터 분리한다.

다음, 도 1d에 도시된 바와 같이, 빌드업층(15)의 최외각층에 형성된 제3 금속층(16)을 제거하는 단계이다. 또한, 이후에도 최외각의 절연층에 비아를 포함한 회로층 및 회로층을 외부로부터 절연시키는 솔더레지스트층을 형성하여 인쇄회로기판을 완성할 수 있다.

전술한 종래의 기판의 제조방법의 경우 동박적층판(11), 접착필름(12), 제1 금속층(13) 및 제2 금속층(14) 등 다양한 구성요소로 이루어지고 구성이 복잡하므로 캐리어 부재(10)의 제조비용이 비싸고 전체적인 두께가 너무 두꺼워지는 문제점이 있다.

전술한 라우팅 공정에 의한 분리 방법 이외에도 캐리어 부재에 발포테이프를 채용하여 고온으로 가열하여 캐리어 부재를 분리하는 공정이 있다. 하지만 이 공정은 기판의 제조공정 중 통상 도달하게 되는 약 200℃에서 발포테이프가 접착력을 유지하지 못하므로 캐리어 부재가 임의로 분리될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단순한 구성요소로 제작된 캐리어 부재를 채용함으로써 캐리어 부재의 박판화가 가능하고, 코어리스 기판의 제조비용을 절약할 수 있는 기판 제조용 캐리어 부재 및 이를 이용한 기판의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 제조용 캐리어 부재는 일면이 서로 마주보도록 적층된 2개의 제1 금속층, 상기 2개의 제1 금속층의 측면을 둘러싼 절연재 및 상기 2개의 제1 금속층의 타면에 각각 적층되고, 상기 제1 금속층보다 넓은 면적으로 형성되어 테두리가 상기 절연재로 서로 결합된 2개의 제2 금속층을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1 금속층은 구리, 니켈 또는 알루미늄인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 금속층은 구리, 니켈 또는 알루미늄인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절연재는 프리프레그인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법은 (A) 2개의 제1 금속층을 일면이 서로 마주보도록 적층하고, 상기 2 개의 제1 금속층의 측면을 절연재로 둘러싸는 단계, (B) 상기 제1 금속층보다 넓은 면적으로 형성된 2개의 제2 금속층을 상기 2개의 제1 금속층의 타면에 각각 적층하여 상기 절연재로 상기 2개의 제2 금속층의 테두리를 서로 결합시킴으로써 기판 제조용 캐리어 부재를 제공하는 단계, (C) 상기 제2 금속층의 노출면에 빌드업층을 형성하는 단계, 및 (D) 상기 절연재를 제거하여 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층을 분리하는 단계를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 (D) 단계 이후에, (E) 상기 빌드업층으로부터 상기 제2 금속층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (E) 단계 이후에, (F) 상기 빌드업층의 최외각 절연층에 개구부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서, 가열 및 가압을 통해서 상기 절연재로 상기 2개의 제2 금속층의 테두리를 결합시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (D) 단계에서, 라우팅 공정을 통해서 상기 절연재를 제거하여 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층을 분리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 금속층은 에칭으로 제거하는 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 방법 으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 캐리어 부재의 구성요소를 단순화하여 캐리어 부재의 박판화를 구현할 수 있고, 코어리스 기판의 전체적인 제조비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 종래기술에 따른 캐리어 부재에 비해서 본 발명에 따른 캐리어 부재는 단순한 구조로 형성하면서도 소정 강도를 유지할 수 있으므로 비강도가 높은 캐리어 부재를 제작할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "최외각", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기 술에 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 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 제조용 캐리어 부재의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 기판 제조용 캐리어 부재의 분리사시도이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 제조용 캐리어 부재(100)는 일면이 서로 마주보도록 적층된 2개의 제1 금속층(110), 2개의 제1 금속층(110)의 측면을 둘러싼 절연재(120) 및 2개의 제1 금속층(110)의 타면에 각각 적층되고, 제1 금속층(110)보다 넓은 면적으로 형성되어 테두리가 절연재(120)로 서로 결합된 2개의 제2 금속층(130)을 포함하는 구성이다.

상기 제1 금속층(110)은 캐리어 부재(100)의 중심에서 휨(Warpage)을 방지하는 역할을 하고, 최종적으로는 제2 금속층(130)과 함께 캐리어 부재(100)를 분리시키는 이형층 역할을 한다. 여기서, 제1 금속층(110)은 일면이 서로 마주보도록 2단으로 적층되고, 절연재(120)로 서로 결합된 2개의 제2 금속층(130)에 의해 고정된다. 한편, 제1 금속층(110)은 캐리어 부재(100)의 휨 방지를 위하여 소정 강도 이상의 지지력을 가져야 하므로 구리, 니켈 또는 알루미늄을 채용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 구리포일을 이용할 수 있다.

상기 절연재(120)는 캐리어 부재(100)의 결합을 유지하는 역할을 한다. 절연재(120)는 2단으로 적층된 제1 금속층(110)의 측면을 따라 형성되어 제1 금속층(110)을 완전히 둘러싸고, 절연재(120)의 상하 양면은 제1 금속층(110)에 적층된 제2 금속층(130)의 테두리와 접합한다. 이때, 제1 금속층(110)과 제2 금속층(130)은 물리적인 접촉만 하고 있을 뿐 서로 접착력이 작용하지 않는다. 따라서, 절연재(120)가 2개의 제2 금속층(130)의 테두리를 서로 결합시킴으로써 전체적인 캐리어 부재(100)의 결합을 유지하는 것이다. 결국, 절연재(120)를 제거하면 서로 접착력이 작용하지 않는 제1 금속층(110)과 제2 금속층(130)은 분리된다.

여기서, 절연재(120)의 재료는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 캐리어 부재(100)가 분리되기 전까지 2개의 제2 금속층(130)을 서로 결합시켜야 하므로 접착력이 뛰어난 프리프레그(prepreg)를 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 캐리어 부재(100)의 전체적인 안정성을 위해서 절연재(120)의 내측면부터 외측면까지의 두께는 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.

상기 제2 금속층(130)은 제1 금속층(110)과 같이 캐리어 부재(100)의 휨을 방지하는 역할을 한다. 또한, 전술한 바와 같이 제2 금속층(130)은 제1 금속층(110)과 함께 캐리어 부재(100)를 분리시키는 이형층 역할을 한다. 여기서, 제2 금속층(130)은 제1 금속층(110)보다 넓은 면적으로 형성되는데, 절연재(120)의 외측면과 제2 금속층(130)의 외측면이 서로 일치하도록 제1 금속층(110)의 면적을 결 정하는 것이 바람직하다.

한편, 제2 금속층(130)는 캐리어 부재(100)가 분리된 후 제거하여야 하므로 에칭이 용이한 재료를 채용하는 것이 바람직하다. 따라서, 제2 금속층(130)으로는 휨 방지를 위한 소정 강도 이상의 지지력을 갖고, 에칭이 용이한 구리, 니켈 또는 알루미늄을 채용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 구리포일을 이용할 수 있다.

본 실시예에 따른 캐리어 부재(100)는 종래의 캐리어 부재에 비해서 구성이 단순하여 캐리어 부재(100)의 박형화가 가능하고, 캐리어 부재(100)의 제조비용을 절약할 수 있는 장점이 있다. 이하, 본 실시예에 따른 캐리어 부재(100)를 이용한 기판의 제조방법에 대해서 기술하기로 한다.

도 4 내지 도 9은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법을 공정순서대로 도시하는 도면이다.

도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 제조용 캐리어 부재(100)를 이용한 기판의 제조방법은 (A) 2개의 제1 금속층(110)을 일면이 서로 마주보도록 적층하고, 2개의 금속층의 측면을 절연재(120)로 둘러싸는 단계, (B) 제1 금속층(110)보다 넓은 면적으로 형성된 2개의 제2 금속층(130)을 2개의 제1 금속층(110)의 타면에 각각 적층하여 절연재(120)로 2개의 제2 금속층(130)의 테두리를 서로 결합시킴으로써 기판 제조용 캐리어 부재(100)를 제공하는 단계, (C) 제2 금속층(130)의 노출면에 빌드업층(140)을 형성하는 단계, (D) 절연재(120)를 제거 하여 제1 금속층(110)과 제2 금속층(130)을 분리하는 단계, (E) 빌드업층(140)에서 제2 금속층(130)을 분리하는 단계 및 (F) 빌드업층(140)의 최외각 절연층(153)에 개구부(150)를 형성하는 단계를 포함하는 구성이다.

우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 제1 금속층(110)을 이단으로 적층하고, 이단으로 적층한 제1 금속층(110)의 측면을 둘러싸는 절연재(120)를 구비하는 단계이다. 이때, 2개의 제1 금속층(110)은 일면이 서로 마주보도록 2단으로 적층해야 하고, 제1 금속층(110)은 캐리어 부재(100)를 지지하는 역할을 수행하므로 소정 강도 이상의 지지력을 갖는 구리, 니켈 또는 알루미늄을 채용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 구리포일을 이용할 수 있다. 한편, 절연재(120)는 후술할 단계에서 1 금속층에 적층될 2개의 제2 금속층(130)을 서로 결합시켜 전체적으로는 캐리어 부재(100)의 결합을 유지하는 역할을 수행한다. 따라서, 절연재(120)는 접착력이 뛰어난 프리프레그를 채용하는 것이 바람직하다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 금속층(110)에 제2 금속층(130)을 적층하여 기판 제조용 캐리어 부재(100)를 제공하는 단계이다. 전술한 단계에서 2단으로 적층한 2개의 제1 금속층(110)의 타면에 각각 2개의 제2 금속층(130)을 적층한다. 제2 금속층(130)을 적층할 때 가열 및 가압이 가해 2개의 제2 금속층(130)의 테두리를 절연재(120)에 접합시킨다. 따라서, 제2 금속층(130)의 테두리가 제1 금속층(110)의 측면을 둘러싼 절연재(120)로 접합할 수 있도록 제2 금속층(130)은 제 1 금속층(110)보다 넓은 면적으로 형성한다. 또한, 제2 금속층(130)은 후술할 단계에서 제거해야 하므로 에칭이 용이한 구리, 니켈 또는 알루미늄을 이용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 구리포일을 이용할 수 있다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 금속층(130)의 노출면에 빌드업층(140)을 형성하는 단계이다. 빌드업층(140)은 별도의 절연소재(141)를 적층하고 YAG 레이저 또는 CO₂ 레이저를 이용하여 비아홀을 형성한 후, SAP(Semi-Additive Process) 또는 MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등을 수행하여 비아(143)를 포함한 회로층(145)을 형성함으로써 완성할 수 있다. 빌드업층(140)은 도시된 바와 같이 구조적 안정성을 위해서 캐리어 부재(100)의 양면에 형성되는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 캐리어 부재(100)의 한면에만 선택적으로 형성될 수 있다.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 금속층(110)과 제2 금속층(130)을 분리하는 단계이다. 제1 금속층(110)과 제2 금속층(130)은 서로 접착력이 작용하지 않기 때문에 2개의 제2 금속층(130)의 테두리를 서로 결합시킨 절연재(120)를 제거하면 제1 금속층(110)과 제2 금속층(130)은 분리되고, 전체적으로 빌드업층(140)은 캐리어 부재(100)로부터 분리된다. 여기서, 절연재(120)는 라우팅 공정을 통해서 제거할 수 있다. 도 5에서는 라우팅 공정에 의해 절연재(120)만 제거한 것으로 도 시되어있지만, 절연재(120)와 접하는 제1 금속층(110)의 테두리 중 일부도 제거될 수 있음은 물론이다.

다음, 도 8a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 빌드업층(140)으로부터 제2 금속층(130)을 제거하는 단계이다. 제2 금속층(130)은 에칭으로 제거할 수 있고, 따라서 제2 금속층(130)으로 에칭이 용이한 구리, 니켈 또는 알루미늄을 채용하는 것이 바람직함은 전술한 바와 같다.

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 빌드업층(140)의 최외각 절연층(153)에 개구부(150)를 형성하는 단계이다. 최외각 절연층(153)의 개구부(150)를 형성함으로써 외부회로와 전기적으로 연결할 패드를 노출시킬 수 있고 최외각 절연층(153)을 솔더링(soldering)시 회로층(145)에 땜납이 도포되지 않도록 보호하는 역할하는 솔더레지스트층으로 활용할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 기판 제조용 캐리어 부재 및 이를 이용한 기판의 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 1a 내지 도 1d는 종래의 캐리어 부재를 이용하여 기판을 제조하는 방식을 공정순서대로 도시하는 도면;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 제조용 캐리어 부재의 단면도;

도 3은 도 2에 도시된 기판 제조용 캐리어 부재의 분리사시도; 및

도 4 내지 도 9은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법을 공정순서대로 도시하는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 캐리어 부재 110: 제1 금속층

120: 절연재 130: 제2 금속층

140: 빌드업층 141: 절연소재

143: 비아 145: 회로층

150: 개구부 153: 최외각 절연층

Claims (10)

1. 일면이 서로 마주보도록 적층된 2개의 제1 금속층;

   상기 2개의 제1 금속층의 측면을 둘러싼 절연재; 및

   상기 2개의 제1 금속층의 타면에 각각 적층되고, 상기 제1 금속층보다 넓은 면적으로 형성되어 테두리가 상기 절연재로 서로 결합된 2개의 제2 금속층;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 금속층은 구리, 니켈 또는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2 금속층은 구리, 니켈 또는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 절연재는 프리프레그인 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재.
5. (A) 2개의 제1 금속층을 일면이 서로 마주보도록 적층하고, 상기 2개의 제1 금속층의 측면을 둘러싸는 절연재를 구비하는 단계;

   (B) 상기 제1 금속층보다 넓은 면적으로 형성된 2개의 제2 금속층을 상기 2개의 제1 금속층의 타면에 각각 적층하여 상기 절연재로 상기 2개의 제2 금속층의 테두리를 서로 결합시킴으로써 기판 제조용 캐리어 부재를 제공하는 단계;

   (C) 상기 제2 금속층의 노출면에 빌드업층을 형성하는 단계; 및

   (D) 상기 절연재를 제거하여 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층을 분리하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 (D) 단계 이후에,

   (E) 상기 빌드업층으로부터 상기 제2 금속층을 제거하는 단계;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 (E) 단계 이후에,

   (F) 상기 빌드업층의 최외각 절연층에 개구부를 형성하는 단계;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법.
8. 청구항 5에 있어서,

   상기 (B) 단계에서,

   가열 및 가압을 통해서 상기 절연재로 상기 2개의 제2 금속층의 테두리를 결합시키는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법.
9. 청구항 5에 있어서,

   상기 (D) 단계에서,

   라우팅 공정을 통해서 상기 절연재를 제거하여 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층을 분리하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법.
10. 청구항 6에 있어서,

    상기 제2 금속층은 에칭으로 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 캐리어 부재를 이용한 기판의 제조방법.

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