KR20110076496A - 레이저를 이용한 회로 형성 방법, 회로 연결 방법 및 그에 의하여 형성된 회로 - Google Patents

레이저를 이용한 회로 형성 방법, 회로 연결 방법 및 그에 의하여 형성된 회로 Download PDF

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KR20110076496A
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Abstract

회로 형성 방법이 제공된다. 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판을 제공하는 단계; 레이저를 이용하여 상기 기판을 표면 개질하여 상기 기판 상에 회로 패턴부를 형성하는 단계; 상기 표면 개질된 회로 패턴부를 무전해 도금하는 단계를 포함하는 기판의 회로 형성 방법은, 레이저를 이용하여 금속 유기 복합물을 포함하는 기판을 가공하여 회로 배선을 형성하고 상기 배선을 도금하는 방식으로 회로를 형성하므로, 간단한 방식으로 기판에 회로를 형성할 수 있다.
금속 유기 복합물, 회로, 기판, 레이저

Description

레이저를 이용한 회로 형성 방법, 회로 연결 방법 및 그에 의하여 형성된 회로{A method for forming circuits using a laser, a method for interconnecting circuits using a laser and circuits formed by the method}
본 발명은 레이저를 이용한 회로 형성 방법, 회로 연결 방법, 및 그에 의하여 형성된 회로에 관한 것이다.
정보 통신 기술과 반도체 기술의 눈부신 발전에 따라 PCB 기판의 수요는 꾸준히 증가하고 있다. 최종 제품의 특성에 따라 PCB 기판의 제조 기술 또한 특화되어 가고 있는 실정이다. 또한, 최근에는 전자 기기의 고성능화 및 소형화 요구에 부응하여 전자 제품이 고밀도화 및 고성능화되고 있다.
이에 따라, 전자 제품의 고밀도 실장이 가능한 소형 인쇄 기판의 수요가 점점 증가하고 있으며, 서로 다른 층에 형성되는 배선간 또는 전자 부품과 배선을 전기적으로 연결한 다층 회로 기판의 개발이 진행되고 있다.
이러한 다층 회로 기판은 전자 부품을 서로 연결하는 배선을 단축할 수 있을 뿐 아니라 고밀도 배선화를 실현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 전자 부품의 실장으로 인해 회로기판의 표면적을 넓힐 뿐 아니라 전기적 특성이 우수한 장점을 갖는다.
이와 같은 종래의 PCB 제조 공정에 있어서 식각 방식(Subtractive Process)의 인쇄회로기판의 회로 형성 공정은 PR(Photo Resist) 적층, 노광, 현상, 에칭 및 PR 제거의 5 공정으로 이루어져 있었다. 이와 같은 5공정은 복잡한 과정을 거쳐 수행되었다.
또한 식각 방식(Subtractive Process)의 인쇄회로기판의 회로 형성 공정에 있어서, 회로를 제조하기 위하여 사용되는 노광을 위한 고정밀 마스크의 경우 고가이며 장시간 사용시 휨 현상이 발생하는 등의 문제점이 있는 바, 고정밀 소형화되어가는 회로를 제작하기 위하여 종래의 방법에 따라 회로를 형성하는 것은 회로의 제조 공정이 복잡할 뿐 아니라 제조 비용을 증가시키는 문제점이 있다.
따라서, 기판에 회로를 형성함에 있어 회로의 제조 공정을 단순화하면서도, 제조 비용을 낮추고자 하는 노력이 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 방식으로 기판에 회로를 제작할 수 있는 회로 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다층으로 이루어진 기판에서 회로를 연결할 수 있는 회로간 연결 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법을 이용하여 제조될 수 있는 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판을 제공하는 단계; 레이저를 이용하여 상기 기판을 표면 개질하여 상기 기판 상에 회로 패턴부를 형성하는 단계; 및 상기 표면 개질된 회로 패턴부를 무전해 도금하는 단계를 포함하는 기판의 회로 형성 방법이 제공된다.
이 때, 상기 회로 패턴부는 홈 형태로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 방법은 상기 무전해 도금된 회로 패턴부를 전해 도금하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 금속유기 복합물(Metallorganic complex)은 (CuFe)(CrFe)2O4, CuCr2O4, (NiMn)(CrFe)2O4, NiCr2O4, CuCo3 , Al2O3 또는 AlN 일 수 있다. 이 때, 상기 금속 유기 복합물은 탄소를 포함하는 미세 입자를 더 포함할 수 있으며, 상기 미세 입자는 비전도성 카본 블랙(Carbon black)일 수 있다.
이 때, 상기 레이저는 상기 기판의 모재는 투과되며, 상기 금속 유기 복합물에는 흡수가 되는 레이저일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 금속유기 복합물(Metallorganic complex)로 이루어진 기판에 형성된 회로로서, 레이저에 의하여 표면 개질된 상기 기판의 표면상에 형성된 도금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로가 제공된다.
이 때, 상기 도금층은 무전해 도금층일 수 있다.
상기 도금층은 전해 도금층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 1 회로가 형성된 기판의 제 1층을 제공하는 단계; 상기 기판의 제 1층에 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판의 제 2층을 제공하는 단계; 레이저를 이용하여 상기 기판의 제 2층에 회로 패턴부를 형성하는 단계; 상기 회로 패턴부 내부를 무전해 도금하여 상기 제 1 층의 상기 제 1 회로와 상기 제 2 층의 회로 패턴부를 전기적으로 연결하는 단계; 상기 회로 패턴부 상부를 표면 개질하는 단계 및 상기 표면 개질된 회로 패턴부 상부를 무전해 도금하여 제 2 층에 상기 제 1회로와 연결된 제 2 회로를 형성하는 단계를 포함하는, 기판의 층간 회로 연결 방법이 제공된다.
이 때, 상기 레이저를 이용하여 상기 기판의 제 2층에 회로 패턴부를 형성하는 단계는, 상기 레이저가 상기 기판을 통과하는 동안 상기 레이저가 상기 기판 내 재료들과 접촉할 때 발생하는 상기 재료들의 검출 신호를 분석하여 상기 기판의 가공 깊이를 선택할 수 있다.
이 때, 상기 검출 신호는 상기 레이저가 통과하는 재료가 레이저와 반응할 때 발생하는 플라즈마를 분광하여 측정될 수 있다.
이 때, 상기 기판의 가공 깊이를 선택하는 것은 상기 분석된 재료의 검출 신호가 제 1 신호로부터 제 2 신호로 달라지게 되는 깊이를 상기 기판의 가공 깊이로 선택할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 신호는 상기 레이저가 상기 기판 재료와 반응할 때 발생하는 플라즈마 스펙트럼에 의한 신호이며, 상기 제 2 신호는 상기 레이저가 상기 회로 재료와 반응할 때 발생하는 플라즈마 스팩트럼에 의한 신호일 수 있다.
이 때, 상기 회로 패턴부의 적어도 일부는 상기 제 1 층의 상기 제 1 회로 상에 형성되는 패턴홀을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판에 위치되며 전기적으로 절연된 제 1 회로 및 제 2 회로를 연결하는 방법으로서, 레이저를 이용하여, 상기 제 1 회로의 적어도 일부 및 상기 제 2 회로의 적어도 일부를 포함하는 회로 패턴부를 형성하는 단계, 상기 회로 패턴부 내부를 무전해 도금하여 상기 제 1 회로와 상기 제 2 회로를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부를 형성하는 단계를 포함하는, 기판의 회로 연결 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 금속 유기 복합물을 포함하는 기판을 가공하여 회로 배선을 형성하고 상기 배선을 도금하는 방식으로 회로를 형성하므로, 간단한 방식으로 기판에 회로를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회로가 기판에 형성되는 오목한 홈에 접하여 형성되므로, 회로가 평탄한 기판에 접착되는 경우보다 기판에 대한 회로의 접착성이 뛰어나다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 다층으로 이루어진 회로 기판의 층간 회로를 연결하기 위한 배선을 형성한 후 상기 배선을 도금하는 방식으로 회로들을 전기적으로 연결하므로, 간단한 방식으로 다층에 형성된 회로를 상호 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 회로 형성 방법은 종래의 식각 방식의 회로 형성 방법과 달리 회로를 형성할 때 노광 및 에칭 공정이 필요 없기 때문에 회로를 제작하는 시간이 단축되며, 회로 형성을 위한 비용이 절감된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 회로 형성 방법 및 회로간 연결 방법은 레이저를 이용하여 기판 표면을 가공하므로 표면에 미세 패턴이 형성될 수 있어 재료의 밀착력이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법은 레이저를 이용하여 기판의 표면에 회로 패턴을 형성하므로 기판이 3차원으로 형성된 경우에도 용이하게 기판에 패터닝이 가능하다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법에 의하여 형성된 회로의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법의 순서도이다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법에 의하여 회로를 형성하는 단계를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법에 의하여 형성된 회로(10)는 회로 기판(1) 상의 4지점(A, B, C, D지점)을 전기적으로 연결하도록 형성된다.
이 때, 본 실시예에 따른 회로 형성 방법에서는 회로(10)의 임의의 지점을 연결하도록 구성하였는 바, 본 실시예에 따른 회로 형성 방법에 의하여 형성된 회로(10)는 회로 기판상에 실장되는 복수의 구성요소를 연결하기 위한 전기적 회로 패턴으로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법은, 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판을 제공하는 단계(S201), 레이저를 이용하여 상기 기판을 표면 개질하여 회로 패턴부를 형성하는 단계(S203), 및 상기 표면 개질된 회로 패턴부를 무전해 도금하는 단계(S204)를 포함한다. 이 때, 상기 회로 패턴부를 전해 도금하는 단계(S205)를 더 포함할 수 있다.
보다 상세히, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로를 형성하기 위하여 우선 기판이 제공된다. (S201) 도 3a에는 본 발명의 일 실시예에 따라 회로를 형성하기 위한 플레이트 형상의 기판(1)이 도시되어 있다.
이 때, 본 실시예에 따른 회로를 형성하기 위한 기판(1)은 금속 유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 플라스틱 혹은 세라믹으로 이루어지는 플레이트 형상의 기판으로 제공된다.
이 때, 기판(1)을 형성하는 금속유기 복합물(Metallarganic complex)은 유기물과 금속이 결합된 형태의 금속산화물 또는 질화물로서, 레이저가 표면에 조사된 경우 금속 시드를 발생시킨다. 금속유기 복합물(Metallorganic complex)로서 (CuFe)(CrFe)2O4, CuCr2O4, (NiMn)(CrFe)2O4, NiCr2O4, CuCo3 Al2O3 또는 AlN과 같은 금속 산화물 또는 금속 질화물이 대표적이나 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 상세히, 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 형성하는 금속유기 파우더(metallorganic powder)는, 레이저 조사시 금속 물질이 석출되어 전도성이 생기므로, 열전도성이 없어야 하며, 화학적/열적으로 안정되며, 폴리머와 결합될 경우 화학적으로 혼합이 잘되어야 한다.
또한 상기 파우더를 포함하는 모재는 열적 안정성이 뛰어나며, 또한 융점이 250도 이상 되어야 한다. 모재의 융점이 250도보다 높아야 하는 것은 모재에, 예를 들어, 칩과 같은 소자들이 납접될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 금속 유기 복합물은, 탄소를 다량 함유하고 있는 비전도성 카본 블랙(carbon black) 등과 같은 미세입자를 포함하는 것이 바람직하다.
금속유기 복합물은 레이저에 의해 분해되었을 경우 산소가 탈리된다. 이 때, 경우에 따라서는 분해된 산소가 금속과 재결합할 수 있는데, 이를 방지하기 위해서 레이저 가공시 금속유기복합물과 동시에 탄소 입자를 분해시키면 금속유기산화물에서 분리된 산소는 금속과 재결합을 하지 않고 탄소와 결합하여 이산화탄소로 변하게 되어 도금 시드의 형성에 방해가 되지 않게 된다.
따라서, 금속 유기 복합물에 탄소를 다량 함유하는 미세입자를 포함시킴으로써 레이저 가공시 도금 시드가 보다 잘 형성될 수 있다. 이 때, 탄소입자는 유기물과 결합된 형태의 비전도성 물질인 것이 바람직하다.
이와 같은 금속유기 복합물 (Metallorganic complex)로 형성되는 기판을 구성하기 위한 재료로서, GLASS EPOXY(GE), Flame Retardant composition 4(FR-4) BisaleimideTriazine(BT), Teflon, Polyester-imide, Polyimide(PI), Polyamide (PA), Polyethylene terephthalate(PET), Polybutylene terephthalate(PBT), Polycarbonate (PC) 등이 있으며 이의 조합도 가능하다.
이 때, 또한 융점을 높이기 위해 타르크와 같은 광물 또는 유리섬유를 추가하는 것도 가능하다.
한편, 기판에 형성할 회로 패턴은 레이저에 의하여 기판을 가공하기 전 미리 설계한다. (S202) 이와 같이 설계된 회로 패턴은 레이저 발생 장치를 제어하기 위 한 제어부에 그에 대한 정보가 입력되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 레이저 가공시 설계된 패턴대로 회로 패턴을 형성하도록 할 수 있다. 본 실시예에서는 도 3a에 도시된 바와 같이 회로 기판(1) 상의 4 지점(A, B, C, D지점)을 전기적으로 연결하기 위하여 대략 H 형상의 회로 패턴(20)을 형성하도록 하였다. 이 때, 4지점을 전기적으로 연결하는 회로 패턴은 기판 상부에서 볼 경우, 상기 4지점을 연결하는 소정의 라인 형태로 이루어질 수 있다.
그 후, 도 3b를 참조하면, 설계된 회로 패턴(20)을 따라 레이저를 이용하여 기판을 표면 개질하여 회로 패턴부(30)를 형성한다. (S203) 이와 같이 표면 개질된 기판의 회로 패턴부는 후술하는 바와 같이 도금층(40)이 형성되도록 무전해 도금 또는, 무전해 도금 및 전해도금이 가능한 상태가 된다.
이 때, 회로 패턴부(30)는 소정의 깊이를 갖는 패턴홈 형태로 형성된다. 도 3b에는 회로 패턴부가 패턴홈(31) 형태로 이루어진 상태가 도시되어 있다.
이 때, 레이저를 이용하여 형성되는 패턴홈(31)의 지름은 5㎛~1㎜정도 일 수 있다.
이 때, 레이저를 이용하여 패턴홈을 형성할 때, 레이저의 강도를 조절하여 홈의 깊이가 조절될 수 있다.
이와 같이 회로 패턴부(30)를 형성한 후, 패턴홈으로 형성되는 회로 패턴부(30)를 무전해 도금한다.(S204) 무전해 도금의 재료는 Cu, Ni, Au, Ag등일 수 있다.
도 3c를 참조하면, 회로 패턴부(30)를 무전해 도금함에 따라, 기판의 회로 패턴부(30)에는 도금층(40)으로 이루어지는 회로가 형성된다.
무전해 도금을 수행한 후 필요에 따라 회로 패턴부(30) 상에 전해 도금층을 형성할 수 있다.(S205) 무전해 도금 후 회로 패턴부(30) 상부를 전해 도금하는 것은, 도금층을 보다 두껍게 형성하기 위함이다.
이와 같은 전해 도금은 필요한 도금층의 두께에 따라 선택적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회로 패턴부(30)에 도금층(40)을 형성하기 위한 표면 개질은 레이저를 조사하여 이루어지기 때문에, 기판이 2차원의 평면인 경우뿐 아니라, 예를 들어, 기판 상에 돌출부 혹은 홈이 형성된 표면과 같은 3차원적인 구조로 이루어진 경우에도 용이하게 이루어질 수 있다.
이 때, 기판(1)이 세라믹으로 이루어진 경우, 표면이 3차원 형태로 이루어진 표면은 용사코팅 후 레이저로 표면을 개질할 수 있으며, 2차원의 표면을 평판 가공 후 레이저로 개질하는 것도 가능하다.
레이저를 이용하여 패턴홈을 형성하고, 표면을 개질하는 경우 레이저의 가공 조건은, 기판이 폴리머인 경우 다양한 종류의 레이저(UV, Visble, IR)가 적용가능하나 바람직하게는 모재는 투과가 되며 본 특허에서 제시한 금속유기복합재료에는 흡수가 될 수 있는 근적외선 영역 레이저(예: 1.064um)가 적합하다.
또한, 기판이 세라믹의 경우 또한 다양한 종류의 레이저(UV, Visble, IR)가 적용가능하나 산업적으로 적용이 용이한 근적외선 영역 레이저(1.064um)가 적합하다.
이 때 사용가능한 레이저의 출력은 가공속도에 따라 다양한 출력이 적용이 될 수 있으나, 바람직한 적용예는 50W이하의 펄스 레이저로서 펄스폭은 500ns이하가 적합하다.
이상과 같은 과정을 통하여 기판에 형성된 회로는 기판의 표면에 형성된 도금층이 상호 이격된 두 지점을 전기적 연결할 수 있는 회로 패턴을 형성한다.
따라서, 본 실시예에 따를 회로 형성 방법은, 기판에 레이저를 조사하여 패턴홈을 형성한 후 도금층을 형성하여 회로를 제작함으로써, 회로가 기판에 형성되는 오목한 홈에 접하여 형성되므로 회로가 평탄한 기판에 접착되는 경우보다 기판에 대한 회로의 접착성이 뛰어나다.
또한, 본 실시예에 따른 회로 형성 방법은 금속 유기 복합물을 포함하는 기판에 레이저룰 조사하여 회로 패턴부를 형성하고 회로 패턴부를 도금함으로써 간단한 방식으로 회로를 형성할 수 있다.
또한 레이저를 이용하여 미세 패턴부를 형성하는 것이 가능하므로, 복잡한 회로 패턴이라도 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 회로 형성 방법은 PR을 이용하는 회로 형성 공정과는 달리 노광 및 에칭 공정 등이 필요 없어 간단한 방식으로 회로를 형성하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 복수의 층으로 이루어진 회로 기판에서 기판에 형성된 복수의 회로를 서로 연결하는 방법이 제공된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법의 순서도이다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법을 수행하기 위하여 기판의 제 1 층에 형성된 회로의 사시도이다. 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법에 의하여 도 4의 기판 제 1 층에 형성된 회로에 기판의 제 2 층에 형성된 제 2 회로가 연결된 상태를 도시한 사시도이다. 도 7 a 내지 도 7g는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법에 의하여 회로가 연결되는 단계를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 7g를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법에 대하여 설명한다. 이 때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법을 설명함에 있어 전술한 회로 형성 방법과 동일한 과정 및 구성에 대하여는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 기판의 제 1층(100)에 형성된 제 1 회로(110)를 도 6에 도시된 바와 같이 제 1층(100)의 상부에 적층된 제 2층(200)에 형성되는 제 2 회로(210)에 연결하는 방법이다.
도 4 및 도 7a를 참조하면, 먼저 제 1 회로(110)가 형성된 기판의 제 1층(100)을 제공한다. (S401) 이 때, 제 1 회로(110)는 기판의 제 1층(100)의 상부면에 형성되거나, 또는 회로 중 일부가 기판 제 1 층의 내부에 형성되되 일부는 기판 제 1층(100)의 상부면에 노출된 회로인 것이 바람직하다.
이와 같은 경우에는 제 1층(100)이 금속 유기 복합물을 포함하지 않더라도, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방법에 의하여, 제 1층(100)에 적층되는 제 2층(200)의 제 2 회로(210)를 제 1층(100)의 제 1 회로(110)에 전기적으로 연결하는 것이 가능하다. 이 때, 제 1 층이 금속 유기 복합물로 형성되는 것도 물론 가능할 것이다.
도 4 및 도 7b를 참조하면, 이와 같이 제공된 기판의 제 1층(100)에 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판의 제 2층(200)을 제공한다. (S402)
제 1층(100)의 기판에 제 2층(200)의 기판을 적층하는 것은 예를 들어, 글라스 에폭시 기판(GLASS EPOXY(GE), Flame Retardant composition 4(FR-4))과 같은 수지계 기판을 접착 물질을 이용하여 제 1층 기판 상에 적층하는 방법과 같은 공지의 적층 방법으로 달성될 수 있다.
그리고, 제 2층에 회로 패턴부(230)를 형성하기 전에 제 2 층 기판 상에 형성할 회로 패턴을 설계한다.(S403)
그 후, 도 4 및 도 7c를 참조하면, 레이저를 이용하여 상기 기판의 제 2 층(200)에 회로 패턴부(230)를 형성한다. (S404)
이 때, 기판의 제 2 층(200)에 형성되는 회로 패턴부(230)는 앞서 기술한 제 1 실시예에서와 달리, 도 7c에서 알 수 있는 바와 같이, 기판의 표면에 형성되는 패턴홈(231) 및 기판의 내부를 관통하는 패턴홀(232)을 포함한다. 이 때, 기판의 표면에 형성되는 패턴홈(231)은 기판의 표면에 회로를 형성하기 위한 용도로 사용될 수 있으며, 기판의 내부를 관통하는 패턴홀(232)은 제 2층에 형성되는 회로와 제 1 층에 형성된 회로를 연결하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
다만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법에서 제 2층(200)에 형 성되는 제 2 회로(210)를 제 1층(100)의 제 1 회로(110)에 전기적으로 연결하기 위하여는 제 2 회로(210)를 형성하기 위하여 기판의 제 2층(200)에 형성되는 회로 패턴부(230)의 적어도 일부가 제 1층(100)의 표면 상에 위치되어야 한다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 제 2층(200)의 회로 패턴부(230)의 적어도 일부는 패턴홀(232)로 형성되어 제 2 층을 관통하도록 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 관통된 패턴홀(232)의 하부측에는 제 1층(100)의 제 1 회로(110)의 일부가 위치된다. 이와 같이 형성된 상태에서 패턴홀(232) 내부가 도금되면, 제 2층(200)에 형성되는 제 2 회로(210)가 제 1층(100)의 제 1 회로(110)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이 때, 제 1층(100)의 제 1 회로(110)와 직접 연결되지 않는 제 2층(200)의 다른 위치의 회로 패턴부(230)는 패턴홈(231) 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 제 2 층을 관통하여 패턴홀(232)을 형성할 경우, 레이저의 강도를 조절하여 레이저가 제 1 기판을 손상시키지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이 때, 레이저가 제 2층(200)을 모두 관통한 후 제 2층(200)과 제 1층(100) 사이에 도달하면, 레이저가 제 2층(200)을 통과하는 동안 반응하던 제 2층(200)의 재료, 예를 들어 폴리머 층과 상이한 재료, 예를 들어 제 1 층의 상부면에 위치되는 회로의 재료인 금속층과 반응하게 된다.
이와 같이 레이저가 제 1 층의 상부면에 도달하면 제 2층(200)을 통과하는 동안 발생하던 신호와 다른 검출 신호가 발생한다. 이 때, 상기 검출 신호는 재료의 반응시 발생하는 플라즈마를 분광하여 측정할 수 있다.
즉, 기판의 재료인 폴리머층과 회로의 재료인 금속층의 플라즈마 스팩트럼의 차이로서, 레이저가 회로가 위치되는 제 1층의 상부면까지 도달하였음을 확인할 수 있다. 이는 기판 내에 회로가 함입되어 있는 경우 회로가 위치하는 깊이까지 레이저로 기판을 가공하는 경우에도 적용될 수 있다.
따라서, 이와 같이 제 2층(200)과 다른 레이저의 검출 신호가 발생되는 상태까지로 레이저의 강도를 조절하면, 제 2 층을 관통하나 제 1층을 손상시키지 않는 레이저의 강도로 레이저를 조사할 수 있다.
다시, 도 4 및 도 7d를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회로 연결 방법에 있어서, 제 2층(200)에 형성된 회로 패턴부(230) 내부를 무전해 도금하여 무전해 도금부(240)를 형성하면(S405) 제 1층(100)의 제 1 회로(110)와 제 2층(200)의 회로 패턴부(230)가 전기적으로 연결된다.
이 때, 제 2 회로(210)를 형성하는 회로 패턴부의 내부를 추가적으로 전해 도금하여 전해 도금부(242)를 형성하는 단계(S406)를 수행할 수 있다.
이 때, 무전해 도금부의 내부에 전해 도금부를 형성하는 것은 패턴홀이 넓을 경우 무전해 도금에 의하여 패턴홀이 채워지지 않을 경우 전해 도금을 통하여 패턴홀 내부를 도전성 물질로 채우기 위함이다.
이와 같이 무전해 도금부 표면에 전해 도금부를 형성하는 공정은 패턴홀의 크기 등에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.
그 후, 도 4 및 도 7f를 참조하면, 상기 회로 패턴부(230)를 표면 개질하고,(S407) 상기 표면 개질된 회로 패턴부를 무전해 도금하거나, 무전해도금 및 전 해도금하여 도금층(260)을 형성함으로써(S408) 도 7g에 도시된 바와 같이, 제 2 회로(210) 형성을 마무리한다. 이와 같이 형성된 제 2 회로는 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 회로와 전기적으로 연결된다.
한편, 본 실시예에서는 제 1층 상에 제 2층을 형성하고 제 2 층에 제 2 회로를 형성함과 동시에 제 1 회로에 제 2 회로를 연결하였으나, 본 실시예에 따른 회로 연결 방법은 동일한 층에 형성된 복수의 회로를 연결하는 방법 혹은 복수의 서로 다른 층에 서로 이격되도록 형성된 복수의 회로를 상호 연결하는 방법에도 또한 유사하게 적용될 수 있을 것이다.
도 8a 내지 도 8e를 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 회로 연결 방법을 설명한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 회로 연결 방법은 동일한 기판 내에 위치된 서로 전기적으로 절연된 두 회로를 연결하는 방법이다. 본 발명의 제 3 실시예에 따른 회로 연결 방법을 설명함에 있어, 앞선 회로 형성 방법 및 회로 연결 방법과 동일한 방법 및 구성에 대하여는 자세한 설명을 생략하도록 하고, 구성 및 방법에서 차이가 있는 구성을 중심으로 설명한다.
도 8a를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 회로 연결 방법에 따라, 금속 유기 복합물을 포함하는 기판(300)에 전기적으로 단락된 두 회로(310, 320)가 제공된다.
상기 두 회로(310, 320)를 전기적으로 연결하기 위하여, 본 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 제 1 회로(310)와 제 2 회로(320)를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부(도 8e의 370)를 형성한다.
이를 위하여 도 8b에서 알 수 있는 바와 같이, 레이저를 이용하여 회로 패턴부(330)를 형성한다. 본 실시예에서의 회로 패턴부는 제 2 실시예에서와 같이, 패턴홈 및 패턴홀의 형태로 이루어질 수 있다.
이 때, 회로 패턴부(330)는 제 1 회로(310)의 적어도 일부 및 제 2 회로(320)의 적어도 일부를 포함하도록 형성된다. 이 때, 회로 패턴부(330)가 제 1 회로(310)의 적어도 일부를 포함한다는 것은 레이저를 이용하여 회로 패턴부(330)를 형성할 때 형성되는 패턴홈 또는 패턴홀이 제 1 회로와 접하도록 형성하는 것을 의미한다.
그 후, 도 8c를 참조하면, 이와 같이 레이저를 이용하여 형성된 회로 패턴부(330) 내부를 무전해 도금하여 회로 패턴부에 도금부(340)를 형성한다.
이 때 회로 패턴부(330)의 두께 및 깊이에 따라 회로 패턴부(330)에는 전해 도금이 추가로 이루어질 수 있다.
이와 같은 공정에 의하여 회로 패턴부(330) 내부가 도금부로 채워짐에 따라 제 1회로(310) 및 제 2 회로(320)가 전기적으로 연결된다.
이 때, 제 1 회로와 제 2 회로의 전기적 연결을 보다 향상시키기 위하여 도 8d에 도시된 바와 같이 회로 패턴부(330)의 상부면을 레이저를 이용하여 표면 개질한다. 그 후 도 8e에 도시된 바와 같이 표면 개질된 회로 패턴부의 상부면(350)을 무전해 도금 및 전해 도금하여 도금층(360)을 형성한다.
이와 같이 형성된 전기적 연결부(370)는 회로 기판 내에 형성된 두 개의 회 로(310, 320)를 간단한 방식으로 전기적으로 연결하는 것이 가능하다.
또한 이와 같은 전기적 연결부(370)는 기판 상부면에 도금층이 형성될 뿐 아니라 기판 내부에 도금부가 형성되어 있기 때문에 보다 확실하게 제 1 회로(310) 및 제 2 회로(320)를 전기적으로 연결할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법에 의하여 형성된 회로의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법의 순서도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 형성 방법에 의하여 회로를 형성하는 단계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 연결 방법을 수행하기 위하여 기판의 제 1 층에 형성된 회로의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 연결 방법에 의하여 도 4의 기판 제 1 층에 형성된 회로에 기판의 제 2 층에 형성된 제 2 회로가 연결된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 연결 방법의 순서도이다.
도 7 a 내지 도 7g는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 연결 방법에 의하여 회로가 연결되는 단계를 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로 연결 방법에 의하여 회로가 연결되는 단계를 도시한 도면이다.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
1 기판 10 회로
30 230 330 회로 패턴부 40 도금부
50 250 3350 표면 개질부 60 260 360 도금층

Claims (34)

  1. 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
    레이저를 이용하여 상기 기판을 표면 개질하여 상기 기판 상에 회로 패턴부를 형성하는 단계; 및
    상기 표면 개질된 회로 패턴부를 무전해 도금하는 단계를 포함하는 기판의 회로 형성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회로 패턴부는 홈 형태로 이루어지는, 기판의 회로 형성 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무전해 도금된 회로 패턴부를 전해 도금하는 단계를 포함하는, 기판의 회로 형성 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속유기 복합물(Metallorganic complex)은 (CuFe)(CrFe)2O4, CuCr2O4, (NiMn)(CrFe)2O4, NiCr2O4, CuCo3, Al2O3 또는 AlN 인 것을 특징으로 하는, 기판의 회로 형성 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 유기 복합물은 탄소를 포함하는 비전도성 미세 입자를 포함하는, 기판의 회로 형성 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 미세 입자는 비전도성 카본 블랙(Carbon black)인, 기판의 회로 형성 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저는 상기 기판의 모재는 투과되며, 상기 금속 유기 복합물에는 흡수가 되는 레이저인, 기판의 회로 형성 방법.
  8. 금속유기 복합물(Metallorganic complex)로 이루어진 기판에 형성된 회로 로서,
    레이저에 의하여 표면 개질된 상기 기판의 표면상에 형성된 도금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 회로.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 도금층은 무전해 도금층을 포함하는, 회로.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 도금층은 전해 도금층을 더 포함하는, 회로.
  11. 적어도 일부가 상부면에 위치된 제 1 회로를 포함하는 기판의 제 1층을 제공하는 단계;
    상기 제 1 층의 상부면에 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판의 제 2 층을 제공하는 단계;
    레이저를 이용하여 상기 기판의 제 2층에 회로 패턴부를 형성하는 단계;
    상기 회로 패턴부 내부를 무전해 도금하여 상기 제 1 층의 상기 제 1 회로와상기 제 2 층의 회로 패턴부를 전기적으로 연결하는 단계;
    상기 회로 패턴부 상부를 표면 개질하는 단계 및
    상기 표면 개질된 회로 패턴부 상부를 무전해 도금하여 제 2 층에 상기 제 1회로와 연결된 제 2 회로를 형성하는 단계를 포함하는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 레이저를 이용하여 상기 기판의 제 2층에 회로 패턴부를 형성하는 단계는, 상기 레이저가 상기 기판을 통과하는 동안 상기 레이저가 상기 기판 내 재료들과 반응할 때 발생하는 상기 재료들의 검출 신호를 분석하여 상기 기판의 가공 깊이를 선택하는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 검출 신호는 상기 레이저가 통과하는 재료가 레이저와 반응할 때 발생하는 플라즈마를 분광하여 측정되는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 기판의 가공 깊이를 선택하는 것은 상기 분석된 재료의 검출 신호가 제 1 신호로부터 제 2 신호로 달라지게 되는 깊이를 상기 기판의 가공 깊이로 선택하는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 상기 레이저가 상기 기판 재료와 반응할 때 발생하는 플라즈마 스펙트럼에 의한 신호이며, 상기 제 2 신호는 상기 레이저가 상기 회로 재료와 반응할 때 발생하는 플라즈마 스팩트럼에 의한 신호인, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 회로 패턴부는 상기 제 1 층의 상부면에 위치된 상기 제 1 회로의 일부와 연결되는 패턴홀을 포함하는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 회로 패턴부는 홈 또는 홀 형태로 이루어지는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 회로 패턴부 내부를 전해 도금하는 단계를 더 포함하는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 무전해 도금된 회로패턴 상부를 전해 도금하는 단계를 포함하는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 회로 패턴부 상부를 표면 개질하는 것은 레이저를 이용하여 이루어지는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  21. 제 11항에 있어서,
    상기 금속유기 복합물(Metallorganic complex)은 (CuFe)(CrFe)2O4, CuCr2O4, (NiMn)(CrFe)2O4, NiCr2O4, CuCo3, Al2O3 또는 AlN 인 것을 특징으로 하는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  22. 제 11항에 있어서,
    상기 금속 유기 복합물은 탄소를 포함하는 비전도성 미세 입자를 포함하는, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 미세 입자는 비전도성 카본 블랙(Carbon black)인, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  24. 제 11항에 있어서,
    상기 레이저는 상기 기판의 모재는 투과되며, 상기 금속 유기 복합물에는 흡수가 되는 레이저인, 기판의 층간 회로 연결 방법.
  25. 금속유기 복합물(Metallorganic complex)을 포함하는 기판에 위치되며 전기적으로 절연된 제 1 회로 및 제 2 회로를 연결하는 방법으로서,
    레이저를 이용하여, 상기 제 1 회로의 적어도 일부 및 상기 제 2 회로의 적어도 일부를 포함하는 회로 패턴부를 형성하는 단계,
    상기 회로 패턴부 내부를 무전해 도금하여 상기 제 1 회로와 상기 제 2 회로를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부를 형성하는 단계를 포함하는, 기판의 회로 연결 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 회로 패턴부는 홈 또는 홀 형태로 이루어지는, 기판의 회로 연결 방법.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 회로 패턴부 내부를 전해 도금하는 단계를 더 포함하는, 기판의 회로 연결 방법.
  28. 제 25항에 있어서,
    상기 회로 패턴부 상부를 표면 개질하는 단계 및
    상기 표면 개질된 회로 패턴부 상부를 무전해 도금하는 단계를 포함하는, 기판의 회로 연결 방법.
  29. 제 25항에 있어서,
    상기 무전해 도금된 회로패턴부의 상부를 전해 도금하는 단계를 포함하는, 기판의 회로 연결 방법.
  30. 제 25항에 있어서,
    상기 회로 패턴부의 상부를 표면 개질하는 것은 레이저를 이용하여 이루어지는, 기판의 회로 연결 방법.
  31. 제 25항에 있어서,
    상기 금속유기 복합물(Metallorganic complex)은 (CuFe)(CrFe)2O4, CuCr2O4, (NiMn)(CrFe)2O4, NiCr2O4, CuCo3 , Al2O3 또는 AlN 인 것을 특징으로 하는, 기판의 회로 연결 방법.
  32. 제 25항에 있어서,
    상기 금속 유기 복합물은 탄소를 포함하는 비전도성 미세 입자를 포함하는, 기판의 회로 연결 방법.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 미세 입자는 비전도성 카본 블랙(Carbon black)인, 기판의 회로 연결 방법.
  34. 제 25항에 있어서,
    상기 레이저는 상기 기판의 모재는 투과되며, 상기 금속 유기 복합물에는 흡수가 되는 레이저인, 기판의 회로 연결 방법.
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