KR20140035652A - 인쇄 회로 기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 도전층, 상기 제1 도전층과 전기적으로 접속된 비아부를 포함하며, 상기 비아부와 상기 도전층의 계면으로부터 상기 제1 도전층의 하면까지의 최단 길이는 상기 제1 도전층의 높이보다 짧은 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 관한 것이다.

Description

인쇄 회로 기판 및 이의 제조 방법 {Printed circuit board and manufacturing method thereof}

본 발명은 인쇄회로기판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

전자제품의 소형화, 박판화, 고밀도화, 패키지(package)화 추세에 따라 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 역시 미세패턴(fine pattern)화, 소형화 및 패키지화가 진행되고 있다. 특히, 인쇄회로기판의 미세패턴 형성, 신뢰성 및 설계밀도를 높이기 위해서 원자재의 변경과 함께 회로의 층 구성을 복합화하는 구조로 변화하고 있다.

이와 같은 기술적 요구에 대응하여 인쇄 회로 기판의 제조 방법에서 블라인드 비아가 사용되고 있다.

이 때, 블라인드 비아와 패드 사이의 계면에는 일반적으로 물리적, 열적 스트레스가 가해진다. 그리고 상기 스트레스는 블라인드 비아와 패드 사이의 계면에 크랙을 발생시킨다.

이러한 크랙은 전기 저항의 증가 또는 오픈 서킷(open circuit)과 같은 고장을 초래하므로 인쇄 회로 기판의 신뢰성에 큰 영향을 미치게 된다.

일본공개특허 제2006-351902호

따라서, 본 명세서는 비아와 패드 사이 계면의 크랙 발생을 억제하는 인쇄 회로 기판 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.

또, 본 명세서는 비아와 패드 사이 계면의 크랙 전파를 억제하는 인쇄 회로 기판 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판은 제1 도전층, 상기 제1 도전층과 전기적으로 접속된 비아부를 포함하며, 상기 비아부와 상기 도전층의 계면으로부터 상기 제1 도전층의 하면까지의 최단 길이는 상기 제1 도전층의 높이보다 짧을 수 있다.

상기 비아부와 상기 도전층의 계면은 곡면 형태일 수 있다.

상기 비아부와 상기 도전층의 계면은 사각형 또는 사다리꼴일 수 있다.

상기 인쇄 회로 기판은 상기 비아부와 전기적으로 접속된 제2 도전층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판은 오목부를 구비한 제1 도전층, 상기 제1 도전층과 전기적으로 접속되고 상기 오목부에 대응되도록 형성된 제1 비아부, 상기 제1 비아부와 일체로 형성된 테이퍼 형상의 제2 비아부를 포함하며, 상기 제1 비아부의 최대 폭은 상기 제2 비아부의 최소 폭보다 길 수 있다.

상기 오목부의 단면은 곡면 형태일 수 있다.

상기 오목부의 단면은 사각형 또는 사다리꼴일 수 있다.

상기 인쇄 회로 기판은 상기 비아부와 전기적으로 접속된 제2 도전층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 제조 방법은 절연층을 마련하는 단계, 상기 절연층 상에 제1 도전층을 형성하는 단계, 상기 절연층에 테이퍼 형상의 비아홀을 형성하는 단계, 상기 제1 도전층에 오목부를 형성하는 단계, 상기 오목부에 제1 비아부를 형성하고, 상기 비아홀에 제2 비아부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 비아부의 최대 폭은 상기 제2 비아부의 최소 폭보다 길 수 있다.

상기 인쇄 회로 기판의 제조 방법은 상기 비아부와 전기적으로 접속된 제2 도전층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 개시에 의해, 비아와 패드 사이 계면의 크랙 발생을 억제하는 인쇄 회로 기판 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서의 개시에 의해, 비아와 패드 사이 계면의 크랙 전파를 억제하는 인쇄 회로 기판 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 도전층과 비아의 계면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 도전층과 비아와의 계면을 나타낸 단면도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 제조 방법을 나타낸 도면이다.

도 1(a)에 도시되어 있는 바와 같이, 절연층(110)을 마련할 수 있다. 상기 절연층(110)은 인쇄 회로 기판 제조에 이용되는 일반적인 재료에 의하여 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 절연층(110)은 수지층 내부에 강화재가 함침된 구조일 수 있다. 수지층은 절연성 수지로 형성될 수 있다. 또, 강화재로는 유리 섬유가 이용될 수 있다.

도 1(a)를 참조하면, 상기 절연층(110)의 일 면에 제1 도전층(120)이 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도전층(120)은 구리 등과 같은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 특히, 상기 제1 도전층(120)은 3um, 6um, 9um, 12um, 18um, 35um 등의 동박(Copper foil)일 수 있다.

도 1(b)를 참조하면, 상기 절연층(110)에 인쇄회로기판의 층간 연결을 위한 비아 홀(h1)을 형성할 수 있다.

비아 홀(h1)의 형성은 기계적 드릴링 또는 레이저를 사용하여 형성할 수 있다. 상기 레이저는 YAG 레이저 또는 CO₂ 레이저를 이용할 수 있다.

상기 비아 홀(h1)의 단면 형상은 테이퍼 형상일 수 있다. 예컨대, 절연층(110)의 상면으로부터 하면에 이를때까지 상기 비아 홀(h1)의 폭이 좁아질 수 있다.

도 1(c)를 참조하면, 상기 제1 도전층(120)에 인쇄회로기판의 층간 연결을 위한 오목부(h2)를 형성할 수 있다.

오목부(h2)의 형성은 화학적 에칭(chemical etching)에 의하여 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도전층(120)에 화학적 에칭을 이용하여 등방성 식각을 하면 도 1(c)와 같은 오목부 형상이 형성될 수 있다.

상기 오목부(h2)의 형상은 제1 도전층(120)이 오목하게 파인 형상일 수 있다.

상기 오목부의 단면 형상은 특별하게 제한되지 않는다. 예컨대, 상기 오목부의 단면 형상은 곡면 형상, 사각형상, 사다리꼴 형상일 수 있다.

상기 오목부(h2)의 최대 폭(w2)은 상기 비아 홀(h1)의 최소 폭(w1)보다 긴 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 오목부(h2) 및 비아 홀(h1)에 의하여 형성되는 비아부가 후크(hook) 형상을 띨 수 있기 때문이다.

도 1(d)를 참조하면, 상기 오목부(h2)를 충진하여 제1 도전성 비아(150-1)를 형성할 수 있다.

예컨대, 오목부(h2) 내부를 모두 채우는 필 도금(fill plating)이 이루어질 수 있다. 또는 오목부(h2) 내부가 플러깅 잉크, 도전성 페이스트, 유전 물질 등으로 채워질 수 있다.

또, 상기 비아 홀(h1)을 충진하여 제2 도전성 비아(150-2)를 형성할 수 있다.

상기 제1 도전성 비아(150-1)와 상기 제2 도전성 비아(150-2)는 동일한 재료에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.

또, 설명의 편의를 위하여, 제1 도전성 비아(150-1)와 제2 도전성 비아(150-2)의 형성 과정을 각각 설명하였지만, 상기 제1 도전성 비아(150-1)와 상기 제2 도전성 비아(150-2)는 일체화되어 형성될 수 있다.

일체화된 상기 제1 도전성 비아(150-1) 및 상기 제2 도전성 비아(150-2)를 비아부(150)로 정의하기로 한다.

도 1(e)를 참조하면, 상기 비아부(150)와 전기적으로 접속된 제2 도전층(160)을 형성할 수 있다.

이와 같은 방식에 의하여, 제1 도전층(120)과 제2 도전층(160)을 전기적으로 연결하는 비아부(150)가 형성될 수 있다.

도 2는 도전층과 비아부의 계면을 나타낸 도면이다.

도 2(a)를 참조하면, 일반적으로 도전층(120)과 비아부(150)의 계면은 직선 형태를 띤다. 즉, 상기 비아부(150)의 일 단면과 상기 도전층(120)의 일 단면은 평행하게 접속한다.

기본적으로 도전층(120)과 비아부(150)가 접하는 경우, 그 계면에 열적, 물리적 스트레스가 가해진다. 특히, 상기 도전층(120)과 상기 비아부(150)가 평행한 상태에서 접하는 계면(10)은 열적, 물리적 스트레스가 심하게 가해지는 지점이다. 따라서 상기 계면(10)에는 크랙이 발생하기 쉽다.

또, 계면(10)에 크랙이 발생하는 경우, 상기 크랙은 계면(10)에 연속되는 방향(A1, A2)으로 전파되기 쉽다. 즉, 도전층과 비아의 계면이 직선 형태를 띠는 경우, 크랙이 용이하게 전파될 수 있다.

도 2(b)는 도전층(120)과 비아부(150)의 계면이 직선 형태를 띠는 경우에 발생하는 크랙(A)을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 도전층과 비아부와의 계면을 나타낸 단면도이다.

도 3(a)를 참조하면, 상기 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-1)은 곡면 형태일 수 있다.

상기 제1 도전층(120)의 오목부가 곡면 형태로 형성되는 경우, 상기 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-1)이 곡면 형태로 형성될 수 있다.

또, 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-1)으로부터 상기 도전층의 하면까지의 최단 길이(C1)는 상기 도전층의 높이(C)보다 짧을 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-1)이 도 2에 도시된 기존의 계면(10)보다 아래에 위치할 수 있다.

따라서 물리적, 열적 스트레스를 상대적으로 적게 받는 위치에 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-1)이 형성될 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 의하면, 계면에서의 크랙 생성이 억제될 수 있다.

또, 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-1)이 곡면 형태이기 때문에 크랙의 전파가 억제될 수 있다. 도 2(b)를 참조하면, 도전층과 비아의 계면이 직선 형태를 띠는 경우, 크랙이 도전층(120)을 따라 용이하게 전파될 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 의하면, 크랙이 도전층(120)을 따라 전파되기에 용이하지 않다.

한편, 상기 제1 비아부(150-1)의 최대 폭(w2)은 상기 제2 비아부(150-2)의 최소 폭(w1)보다 긴 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 제1 비아부(150-1) 및 상기 제2 비아부(150-2)에 의하여 형성되는 비아부가 후크(hook) 형상을 띨 수 있기 때문이다.

이와 같은 형상으로 비아부(150)가 형성되는 경우, 상기 비아부(150)와 절연부(110) 간에는 기존의 화학적인 결합 이외에 물리적 결합이 추가적으로 발생한다. 왜냐하면, 상기 비아부(150)와 상기 절연부(110) 간에 앵커리지 효과(anchorage effect)가 발생할 수 있기 때문이다.

따라서 계면(10-1)에서의 크랙 발생이 더욱 억제될 수 있다.

도 3(b)를 참조하면, 상기 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-2)은 직사각형 형태일 수 있다.

상기 제1 도전층(120)의 오목부가 직육면체 형태로 형성되는 경우, 상기 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-2)이 직사각형 형태로 형성될 수 있다.

또, 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-2)으로부터 상기 도전층의 하면까지의 최단 길이(C1)는 상기 도전층의 높이(C)보다 짧을 수 있다.

또, 상기 제1 비아부(150-1)의 최대 폭(w2)은 상기 제2 비아부(150-2)의 최소 폭(w1)보다 길 수 있다.

도 3(c)를 참조하면, 상기 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-3)은 사다리꼴 형태일 수 있다.

상기 제1 도전층(120)의 오목부가 각뿔대 형태로 형성되는 경우, 상기 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-3)이 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.

또, 도전층(120)과 비아부(150)의 계면(10-3)으로부터 상기 도전층의 하면까지의 최단 길이(C1)는 상기 도전층의 높이(C)보다 짧을 수 있다.

또, 상기 제1 비아부(150-1)의 최대 폭(w2)은 상기 제2 비아부(150-2)의 최소 폭(w1)보다 길 수 있다.

이와 같은 실시예에 의할 때, 비아부(150)와 도전층(120) 간 계면의 크랙 발생을 억제할 수 있다. 또, 비아부(150)와 도전층(120) 간 계면에 발생하는 크랙의 전파를 억제할 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 의할 때, 신뢰성 있는 인쇄 회로 기판을 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

110 : 절연층 120 : 제1 도전층
150 : 비아부 160 : 제2 도전층

Claims (11)

1. 제1 도전층; 및
   상기 제1 도전층과 전기적으로 접속된 비아부;를 포함하며,
   상기 비아부와 상기 도전층의 계면으로부터 상기 제1 도전층의 하면까지의 최단 길이는 상기 제1 도전층의 높이보다 짧은 인쇄 회로 기판.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 비아부와 상기 도전층의 계면은 곡면 형태인 인쇄 회로 기판.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 비아부와 상기 도전층의 계면은 사각형 또는 사다리꼴인 인쇄 회로 기판.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 비아부와 전기적으로 접속된 제2 도전층을 더 포함하는 인쇄 회로 기판.
5. 오목부를 구비한 제1 도전층;
   상기 제1 도전층과 전기적으로 접속되고, 상기 오목부에 대응되도록 형성된 제1 비아부; 및
   상기 제1 비아부와 일체로 형성된 테이퍼 형상의 제2 비아부;를 포함하며,
   상기 제1 비아부의 최대 폭은 상기 제2 비아부의 최소 폭보다 긴 인쇄 회로 기판.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 오목부의 단면은 곡면 형태인 인쇄 회로 기판.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 오목부의 단면은 사각형 또는 사다리꼴인 인쇄 회로 기판.
8. 제5 항에 있어서,
   상기 비아부와 전기적으로 접속된 제2 도전층을 더 포함하는 인쇄 회로 기판.
9. 절연층을 마련하는 단계;
   상기 절연층 상에 제1 도전층을 형성하는 단계;
   상기 절연층에 테이퍼 형상의 비아홀을 형성하는 단계;
   상기 제1 도전층에 오목부를 형성하는 단계; 및
   상기 오목부에 제1 비아부를 형성하고, 상기 비아홀에 제2 비아부를 형성하는 단계;
   를 포함하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 비아부의 최대 폭은 상기 제2 비아부의 최소 폭보다 긴 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 비아부와 전기적으로 접속된 제2 도전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법.

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