KR20140080119A

KR20140080119A - 빌드업 필름 구조물 및 이를 이용하여 제조된 회로기판, 그리고 상기 빌드업 필름 구조물을 이용한 회로기판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140080119A
Application number: KR1020120149573A
Authority: KR
Inventors: 심지혜; 이화영
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-30
Also published as: US20140174797A1

Abstract

본 발명은 빌드업 필름 구조물에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 빌드업 필름 구조물은 수지(resin)와 무기물 충진재(inorganic filler)를 갖는 코어층, 코어층의 일면을 덮고 코어층에 비해 무기물 충진재의 함량이 적은 제1 접합층, 그리고 코어층의 타면을 덮고 코어층에 비해 무기물 충진재의 함량이 적은 제2 접합층을 포함한다.

Description

빌드업 필름 구조물 및 이를 이용하여 제조된 회로기판, 그리고 상기 빌드업 필름 구조물을 이용한 회로기판의 제조 방법{BUILD-UP FILM STRUCTRUE AND CIRCUIT BOARD MANUFACTURED USING THE BUILD-UP FILM STRUCTURE, AND METHOD FOR MANUFACTURING CIRCUIT BOARD USING THE BUILD-UP FILM STRUCTURE}

본 발명은 빌드업 필름 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일면에서는 기판과의 접합력을 높이고, 타면에서는 도금 패턴과의 밀착력을 높일 수 있는 빌드업 필름 구조물 및 이를 이용하여 제조된 회로기판, 그리고 상기 빌드업 필름 구조물을 이용한 회로기판의 제조 방법에 관한 것이다.

현재 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)과 같은 박형 회로 기판은 박판화 및 고집적화를 위해, 다양한 종류의 빌드업(build-up) 절연 필름들을 차례로 적층 및 압착하여 제조된다. 빌드업 필름은 매우 얇은 박판 형태로 제공되며, 평상시 빌드업 절연 필름의 양면은 소정의 보호 필름들이 부착되어 보호된다. 그 후, 인쇄회로기판의 제조 공정시에는 상기 빌드업 기판으로부터 상기 보호 필름들을 분리시켜 상기 빌드업 절연 필름만을 선택적으로 사용한다.

최근 인쇄회로기판의 박형화가 진행됨에 따라, 패키지의 휨과 틀어짐 등의 warpage를 최소화하기 위해, 빌드업 절연 필름에 대한 낮은 열팽창계수(low CTE) 특성이 요구되고 있다. 또한, 고주파수에서 회로 간의 신호 전달 속도가 높아짐에 따라 빌드업 절연 필름에 대한 낮은 손실값(low Df) 특성 또한 요구된다. 이러한 낮은 열팽창계수 특성을 만족하기 위해 빌드업 필름 재료에 실리카(silica)와 같은 무기물 충진재(amorphous filler)를 첨가하고 있고, 낮은 손실값(Df) 특성을 만족시키기 위해 빌드업 필름 재료에 에스테르계 경화제를 첨가하고 있다.

그러나, 실리카와 같은 충진재의 함량을 증가시키는 경우, 빌드업 필름의 취성이 높아져 취급 용이성이 떨어지고, 기판에 대해 라미네이션(lamination) 효율이 떨어진다. 또한, 에스테르계 경화제를 사용하는 경우, 빌드업 필름 상에 회로 패턴을 형성하기 위해 수행되는 디스미어(desmear) 공정에서 사용되는 과망간산칼륨(KMnO4)과 같은 에칭액이 빌드업 필름의 잔사를 완전히 제거시키지 못하는 문제가 발생된다.

일본공개특허 2010-238990

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 층간 절연막으로서의 경화물성을 확보하면서, 일면에서는 기판과의 접합력을 높이고, 타면에서는 도금 패턴과의 밀착력을 높일 수 있는 빌드업 필름 구조물을 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 열팽창계수(low CTE) 특성 및 낮은 손실값(low Df) 특성을 유지하면서, 디스미어 공정시 빌드업 필름의 잔사 제거 효율을 향상시킬 수 있는 빌드업 필름 구조물을 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열팽창계수(low CTE) 특성 및 낮은 손실값(low Df) 특성을 갖는 회로 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 회로 기판의 제조 공정시 수행되는 디스미어 공정시 필름 잔사를 효과적으로 제거할 수 있는 회로 기판의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 빌드업 필름 구조물은 수지(resin)와 무기물 충진재(inorganic filler)를 갖는 코어층, 상기 코어층의 일면을 덮고 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제1 접합층, 그리고 상기 코어층의 타면을 덮고, 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제2 접합층을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 무기물 충진재는 실리카(silica), 탄산칼슘(CaCo₃), 층상 규산염, 탈크(talc), 그리고 세라믹 분말 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 코어층은 상기 무기물 충진재의 함량이 50wt% 이상이고, 상기 제1 및 제2 접합층들은 상기 무기물 충진재의 함량이 50wt% 미만일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 코어층의 두께는 10㎛ 내지 30㎛이고, 상기 제1 접합층의 두께는 1㎛ 내지 3㎛이며, 상기 제2 접합층의 두께는 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 고무 변성형 에폭시 수지, 그리고 인계 에폭시 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 접합층을 덮는 캐리어 필름 및 상기 제2 접합층을 덮는 커버 필름을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 회로 기판은 회로 패턴이 형성된 기판, 상기 기판에 접합된 절연 필름, 그리고 상기 절연 필름에 형성된 도금 패턴을 포함하되, 상기 절연 필름은 수지(resin)와 무기물 충진재(inorganic filler)를 갖는 코어층, 상기 코어층의 일면을 덮고 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제1 접합층, 그리고 상기 코어층의 타면을 덮고, 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제2 접합층을 포함한다.

본 발명에 따른 회로 기판의 제조 방법은 수지(resin)와 무기물 충진재(inorganic filler)를 갖는 코어층, 상기 코어층의 일면을 덮고 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제1 접합층, 그리고 상기 코어층의 타면을 덮고 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제2 접합층을 포함하는 빌드업 필름 구조물을 준비하는 단계, 상기 제1 접합층이 노출되도록 상기 빌드업 필름 구조물로부터 상기 캐리어 필름을 분리시키는 단계, 노출된 상기 제1 접합층을 빌드업 인쇄회로기판의 제조를 위한 기판에 접합시키는 단계, 상기 제2 접합층이 노출되도록, 상기 빌드업 필름 구조물로부터 상기 커버 필름을 분리시키는 단계, 상기 제2 접합층에 대해 디스미어(desmear) 공정을 수행하여 상기 제2 접합층 표면에 거칠기(roughness)를 형성하는 단계, 그리고 상기 거칠기가 형성된 상기 제2 접합층에 도금 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 빌드업 필름 구조물은 층간 절연막으로서의 경화물성을 확보하면서도, 일면에서는 기판과의 접합력을 향상시키고, 타면에서는 도금 패턴과의 밀착력을 높일 수 있는 구조를 가질 수 있다. 따라서, 이러한 빌드업 필름 구조물을 이용하여 회로 기판을 제조하는 경우, 회로 패턴과의 접합 신뢰성을 높이고, 높은 warpage 특성을 갖는 제품 신뢰성을 갖는 회로기판을 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 회로 기판의 제조 방법은 층간 절연막으로서의 경화물성을 확보하면서도, 일면에서는 기판과의 접합력을 향상시키고, 타면에서는 도금 패턴과의 밀착력을 높일 수 있는 구조를 갖는 빌드업 필름 구조물을 이용함으로써, 회로 패턴과의 접합 신뢰성을 높이고, 높은 warpage 특성을 갖는 제품 신뢰성을 갖는 회로기판을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빌드업 필름 구조물을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회로 기판의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 회로 기판의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 단계는 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예는 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 빌드업 필름 구조물 및 이를 이용하여 제조된 회로기판, 그리고 상기 빌드업 필름 구조물을 이용한 회로기판의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빌드업 필름 구조물을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 빌드업 필름 구조물(100)은 절연 필름(110), 캐리어 필름(120), 그리고 커버 필름(130)을 포함할 수 있다.

상기 절연 필름(110)은 소정의 회로 기판의 제조를 위한 것이고, 상기 캐리어 필름(120) 및 상기 커버 필름(130)은 상기 절연 필름(110)의 이동 및 보호를 위한 것일 수 있다. 이에 따라, 상기 빌드업 필름 구조물(100)을 이용하여 회로 기판을 제조하는 과정에서, 상기 캐리어 필름(120) 및 상기 커버 필름(130)은 상기 빌드업 필름 구조물(100)로부터 분리되어 제거되고, 상기 절연 필름(110)만이 선택적으로 사용될 수 있다.

상기 절연 필름(110)은 연성 인쇄회로기판(Flebible PCB), 경성 인쇄회로기판(Rigid PCB), 경-연성 인쇄회로기판(RF PCB), 빌드 업 인쇄회로기판, 그리고 그 밖의 다양한 종류의 패키지 기판 등을 구성하는 층간 절연층의 제조를 위한 것일 수 있다. 이 경우, 복수의 상기 절연 필름들(110)을 적층, 압착, 그리고 소결하여 상기 절연층을 형성할 수 있으며, 상기 절연 필름(110)은 상기 빌드업 인쇄회로기판의 단층을 구성하기 위한 단일 필름일 수 있다.

상기 절연 필름(110)은 코어층(112) 및 상기 코어층(112)의 일면(112a)에 접합된 제1 접합층(114), 그리고 상기 코어층(112)의 타면(112b)에 접합된 제2 접합층(116)을 포함할 수 있다. 상기 제1 접합층(114)은 및 상기 제2 접합층(116) 각각은 절연 재료와 무기물 충진재(inorgarnic filler), 그리고 기타 첨가제들로 이루어진 복합재로 이루어질 수 있다.

상기 절연 재료는 에폭시 수지(epoxy resin) 및 그 밖의 다양한 첨가제들로 이루어질 수 있다. 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 고무 변성형 에폭시 수지, 그리고 인(phosphorus)계 에폭시 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 에폭시 수지는 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 고무 변성형 에폭시 수지, 그리고 인계 에폭시 수지로 이루어진 복합 에폭시 수지 조성물이 사용될 수 있다.

상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 평균 수지 당량이 100 내지 700로 조절될 수 있다. 상기 평균 수지 당량이 100 미만인 경우, 상기 절연 재료에 요구되는 물질 특성을 얻기 힘들 수 있다. 이에 반해, 상기 평균 수지 당량이 700을 초과하는 경우, 상기 에폭시 수지를 용매에 녹이기 힘들고 용융점이 너무 높아지므로, 상기 제1 필름(120)의 제조 용이성이 떨어질 수 있다. 이에 더하여, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 상기 복합 에폭시 수지 조성물에서 1 내지 20 중량부를 갖도록 조절될 수 있다. 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지의 함량이 1중량부 미만인 경우, 상기 절연 재료 상에 형성되는 회로 배선과의 접착력이 떨어질 수 있다. 이에 반해, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지의 함량이 20 중량부를 초과하는 경우, 상기 절연 재료의 열적 및 전기적 특성, 그리고 내흡습성이 저하될 수 있다.

상기 크레졸 노볼락 에폭시 수지는 내열성이 높은 경화물을 얻을 수 있는 특징이 있어, 제조하고자 하는 회로 기판의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 크레졸 노볼락 에폭시 수지는 평균 수지 당량이 100 내지 600으로 조절될 수 있다. 상기 크레볼 노볼락 에폭시 수지의 평균 수지 당량이 100 미만인 경우, 상기 절연 재료에 요구되는 물성을 얻기 어려울 수 있다. 이에 반해, 상기 크레볼 노볼락 에폭시 수지의 평균 수지 당량이 600을 초과하는 경우, 상기 에폭시 수지를 용매에 녹이기 힘들고 용융점이 너무 높아지므로, 상기 제1 필름(120)의 제조 용이성이 떨어질 수 있다. 이에 더하여, 상기 크레졸 노볼락 에폭시 수지는 상기 복합 에폭시 수지 조성물에서 30 내지 70 중량부를 갖도록 조절될 수 있다. 상기 크레졸 노볼락 에폭시 수지의 함량이 상기 복합 에폭시 수지 조성물에서 30중량부 미만인 경우, 상기 제1 필름(120)에 요구되는 열적, 기계적 물성을 얻을 수 없고, 70중량부를 초과하는 경우, 최종 경화물이 부서지기 쉽고(brittle), 내충격성이 낮아질 수 있다.

상기 고무 변성형 에폭시 수지는 평균 수지 당량이 100 내지 500으로 조절될 수 있다. 상기 고무 변성형 에폭시 수지의 평균 수지 당량이 100 미만인 경우에는 상기 절연 재료에 요구되는 물성을 얻기 어려울 수 있으며, 500을 초과하는 경우에는 상기 에폭시 수지를 용매에 녹이기 힘들고 용융점이 너무 높아지므로, 상기 제1 필름(120)의 제조 용이성이 떨어질 수 있다. 이에 더하여, 상기 고무 변성형 에폭시 수지는 상기 복합 에폭시 수지에서 1 내지 20 중량부를 갖도록 조절될 수 있다. 상기 고무 변성형 에폭시 수지의 함량이 1중량부 미만인 경우 상기 제1 필름(120)에 요구되는 물성을 얻을 수 없고, 20중량부를 초과하는 경우, 최종 경화물이 부서지기 쉬어 크랙이 발생될 가능성이 증가하고, 내충격성이 낮아질 수 있다.

상기 인계 에폭시 수지는 난연성과 자기 소화성이 우수할 수 있다. 이에 따라, 상기 인계 에폭시 수지는 인쇄회로기판의 난연성을 부여하기 위해 첨가될 수 있다. 상기 인계 에폭시 수지는 평균 수지 당량이 400 내지 800으로 조절될 수 있다. 상기 인계 에폭시 수지의 평균 수지 당량이 400 미만인 경우 상기 절연 재료에 요구되는 물성을 얻기 어려울 수 있으며, 800을 초과하는 경우에는 상기 에폭시 수지를 용매에 녹이기 힘들고 용융점이 너무 높아지므로, 상기 제1 필름(120)의 제조 용이성이 떨어질 수 있다. 이에 더하여, 상기 인계 에폭시 수지는 상기 복합 에폭시 수지에서 1 내지 30 중량부를 갖도록 조절될 수 있다. 상기 인계 에폭시 수지의 함량이 1중량부 미만인 경우 상기 제1 필름(120)에 요구되는 난연성을 얻기 어렵고, 30중량부를 초과하는 경우, 상기 제1 필름(120)의 전기적 및 기계적 물성이 저하될 수 있다.

상기 무기물 충진재는 상기 제1 필름(120)의 기계적, 전기적, 열적 특성 등을 향상시키기 위해 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 무기물 충진재로는 실리카(silica), 층상 규산염, 탈크(talc), 세라믹 분말 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 일 예로서, 상기 무기물 충진재로는 실리카(amorphous silica)가 사용될 수 있다. 상기 실리카는 대체로 구 형상을 가지며, 상기 절연 재료 전체에 대체로 균일한 분포로 첨가될 수 있다. 상기 실리카로는 비정형 실리카(amorphous silica)를 경화반응성 실란으로 표면처리한 것이 사용될 수 있다. 다른 예로서, 상기 무기물 충진재로는 알루미늄, 마그네슘, 아연, 칼슘, 스트론튬, 지르코늄, 바륨, 주석, 네오듐, 비스무트, 리튬, 사마륨, 탄탈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 산화물 분말이 사용될 수도 있다.

상기 첨가제들은 경화제, 경화촉진제, 그리고 난연 보조제 등을 포함할 수 있다.

상기 경화제로는 페놀계 경화제 또는 에스테르계 경화제가 사용될 수 있다. 상기 경화제는 상기 혼합 에폭시 수지 조성물의 에폭시기 혼합 당량에 대하여, 0.5 내지 1.3 당량비로 혼합될 수 있다. 상기와 같은 범위의 당량비로 상기 경화제를 혼합하면, 제조하고자 하는 회로 기판의 경화도를 기판 제조 과정에서 용이하게 조절할 수 있고, 또한 회로 기판의 열팽창률을 감소시킬 수 있다. 상기 경화제의 당량비가 0.5 미만인 경우에는 상기 복합 수지 조성물의 열적, 기계적 성질이 떨어지고, 1.3을 초과하는 경우에는 접착성이 저하되고 미반응 경화제가 발생할 수 있다.

여기서, 상기 코어층(112)은 상기 페놀계 경화제 또는 에스테르계 경화제를 함유하는 것에 반해, 상기 제1 접합층(114) 및 상기 제2 접합층(116)은 선택적으로 상기 경화제를 함유하지 않을 수 있다. 특히, 상기 제2 접합층(116)에는 상기 경화제들 중 상기 에스테르계 경화제가 함유되지 않거나, 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상기 제2 접합층(116)은 추후 도금 패턴이 형성되기 위한 디스미어 공정이 수행될 수 있으며, 상기와 같은 에스테르계 경화제를 함유하는 경우 상기 디스미어 공정에서 필름 잔사가 완전히 제거되지 않는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 접합층들(114, 116) 중 적어도 상기 제2 접합층(116)에는 상기 경화제가 함유되지 않도록 하여, 디스미어 공정시 필름 자사의 제거 효율을 향상시키도록 할 수 있다.

상기 경화촉진제는 이미다졸계 경화촉진제가 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 경화촉진제로는 2-에틸-4-메틸 이미다졸, 1-(2-시아노에틸)-2-알킬 이미다졸, 그리고 2-페닐 이미다졸 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 상기 경화촉진제는 상기 복합 수지 조성물에서, 대략 0.1 내지 2중량부를 갖도록 조절될 수 있다. 상기 경화촉진제의 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 경화속도가 현저히 떨어져, 미경화가 발생될 수 있다. 이에 반해, 상기 경화촉진제의 함량이 2중량부를 초과하는 경우에는 경화속도 제어가 어려워 제조 공정 단계에서 재현성을 확보하기가 어렵다.

상기 난연보조제는 상대적으로 고가의 난연성 에폭시 수지의 함량을 낮추기 위해 사용될 수 있다. 상기 난연보조제로는 인이 함유되어 있는 Al₂O₃와 같은 화합물이 사용될 수 있다.

한편, 상기 코어층(112), 상기 제1 접합층(114), 그리고 제2 접합층(116)의 세부 조성은 각각의 기능에 맞게 다양하게 조절될 수 있다.

상기 코어층(112)은 낮은 열팽창계수(low CTE) 특성 및 낮은 손실값(low Df) 특성을 갖도록 제공될 수 있다. 이를 위해, 상기 코어층(112)의 제조를 위한 복합재는 상기 제1 및 제2 접합층들(114, 116)에 비해 상대적으로 상기 무기물 충진재의 함량이 많고, 에스테르계 경화제를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 코어층(112)의 실리카 함량은 상기 코어층(112)의 제조를 위한 수지-무기물 복합재 전체 조성에 대해 대략 50wt% 이상인 것이 바람직할 수 있다. 더 나아가, 상기 코어층(112)의 실리카의 함량이 높아 취급성 및 라미네이션 특성이 저하되더라도, 상기 제1 및 제2 접합층들(114, 116)이 상기 코어층(112)의 낮은 특성을 보완하게 되므로, 상기 코어층(112)의 실리카 함량은 70wt% 이상이 될 수도 있다. 상기 실리카의 함량이 50wt% 미만인 경우, 상기와 같은 낮은 열팽창계수 특성 및 낮은 손실값 특성을 구현하기 어려울 수 있다.

상기 제1 접합층(114)은 회로 기판의 제조 공정시 회로 기판의 기판에 접합되는 부분일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 접합층(114)은 상기 코어층(112)과 강하게 접합되어 있어야 함과 더불어, 상기 기판과의 높은 접합력을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 실리카의 함량이 높은 경우, 흐름성이 낮아져 기판에 대한 라미네이션 효율이 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 제1 접합층(114)은 상기 빌드업 필름 구조물(100)의 기판에 대한 라미네이션(lamination) 효율을 증가시키기 위하여, 상기 코어층(112)에 비해 상기 무기물 충진재, 즉 실리카의 함량이 적을 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 접합층(114)의 실리카 함량은 상기 제1 접합층(114)의 제조를 위한 수지-무기물 복합재 전체 조성에 대해 대략 50wt% 미만인 것이 바람직할 수 있다. 상기 제1 접합층(114)의 실리카 함량이 50wt% 이상인 경우, 상기 제1 접합층(114)의 흐름성이 저하되어 기판과의 라미네이션 효율이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 실리카의 함량은 상기 수지-무기물 복합재 전체 조성에 대해 대략 15wt% 이상이 것이 바람직할 수 있다. 상기 실리카의 함량이 15wt% 미만이면, 상기 제1 접합층(114)의 열팽창계수 특성이 현저히 저하되어 상기 제1 접합층(114)의 기능이 낮아질 수 있다.

또한, 상기 제2 접합층(116)은 상기 코어층(112)과 강하게 접합되어야 함과 더불어, 상기 제2 접합층(116) 상에 형성되는 도금 패턴과의 높은 밀착력을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 제2 접합층(116) 내에 실리카의 함량이 높거나 활성 에스테르 경화제를 사용하는 경우, 상기 제2 접합층(116)에 대한 디스미어 특성이 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 제2 접합층(116)은 상기 디스미어 특성을 높이기 위하여, 상기 코어층(112)에 비해 상기 무기물 충진재, 즉 실리카의 함량이 적을 수 있다. 또한, 디스미어 공정 중에 큰 거칠기가 형성되지 않도록 페놀계 경화제의 함량을 최소화하거나 사용하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 일 예로서, 상기 제2 접합층(114)의 실리카 함량은 상기 제2 접합층(114)의 제조를 위한 수지-무기물 복합재 전체 조성에 대해 대략 50wt% 미만이고, 에스테르계 경화제가 사용될 수 있다. 상기 제2 접합층(116)의 실리카 함량이 50wt% 이상인 경우, 상기 제2 접합층(116)에 대한 디스미어 공정 효율이 저하되어, 상기 제2 접합층(116)에 형성되는 도금 패턴과의 밀착력이 낮아질 수 있다. 또한, 상기 실리카의 함량은 상기 수지-무기물 복합재 전체 조성에 대해 대략 15wt% 이상이 것이 바람직할 수 있다. 상기 실리카의 함량이 15wt% 미만이면, 상기 제2 접합층(116)의 열팽창계수 특성이 현저히 저하되어 상기 제2 접합층(116)의 기능이 낮아질 수 있다.

또한, 상기 코어층(112), 상기 제1 접합층(114), 그리고 상기 제2 접합층(116) 각각의 두께는 그 기능에 맞게 다양하게 조절될 수 있다.

상기 코어층(112)은 회로 기판의 층간 절연막의 주요 부분을 형성하는 것으로서, 상기 제1 및 제2 접합층들(114, 116)에 비해 두꺼울 수 있다. 이에 반해, 상기 제1 접합층(114)은 기판과의 접합력을 높이기 위한 것으로서, 상기 기능의 구현이 확보되는 조건 하에서 최소한의 두께로 제공되는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 상기 제1 접합층(114)은 기판에 형성된 회로 패턴에 대해 채움성이 높은 특성을 발휘하므로, 상기 회로 패턴의 두께와 유사하거나 다소 두꺼운 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상기 제2 접합층(116)은 상기 제2 접합층(116) 상에 형성된 도금 패턴과의 밀착력을 높이기 위한 디스미어 공정 효율을 높이기 위한 것으로서, 상기 기능의 구현이 확보되는 조건 하에서 최소한의 두께로 제공되는 것이 바람직할 수 있다.

상기와 같은 조건을 고려하면, 상기 코어층(112)의 두께는 대략 10㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 상기 코어층(112)의 두께는 빌드업 회로 기판의 층간 절연막으로서의 기능을 확보하기 위한 것일 수 있다. 상기 코어층(112)의 두께가 10㎛ 미만이면, 상기 코어층(112)이 층간 절연막으로서 신호 손실을 최소화할 수 있는 기능을 구현하기 어려울 수 있다. 이에 반해, 상기 코어층(112)의 두께가 30㎛를 초과하는 경우, 회로 기판의 박형화 추세에 부응하기 어려울 수 있다.

상기 제1 접합층(114)의 두께는 상기 제1 접합층(114)과 접합되는 기판의 잔동율이 높아질수록 얇을 수 있다. 상기 제1 접합층(114)의 두께는 대략 1㎛ 내지 3㎛으로 조절될 수 있다. 상기 제1 접합층(114)의 두께가 1㎛ 미만이면, 상기 제1 접합층(114)을 회로 패턴들이 형성된 회로 기판(200)에 접합하였을 때, 상기 회로 패턴들 사이의 공간을 채우지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 이에 반해, 상기 제1 접합층(114)의 두께가 3㎛를 초과하면, 상기 제1 접합층(114)의 열팽창계수가 높아지고 흐름성이 낮아져, 상기 제1 접합층(114)의 라미네이션 특성이 낮아지고, 상기 코어층(112)과 구분하여 상기 제1 접합층(114)을 별도로 제공하는 목적을 달성하기 어려울 수 있다.

상기 제2 접합층(116)의 두께는 디스미어 공정 후 형성되는 거칠기값(Rz)보다 크고, 상기 거칠기값(Rz)에 1.0㎛을 더한 값보다는 작은 것이 바람직할 수 있다. 이를 고려하면, 상기 제2 접합층(116)의 두께는 1㎛ 내지 5㎛으로 조절될 수 있다. 상기 제2 접합층(116)의 두께가 1㎛ 미만인 경우, 상기 제2 접합층(116)에 표면 거칠기를 형성하기 위한 최소 두께가 확보되지 못하므로, 상기 제2 접합층(116)에 디스미어 공정을 수행하는 과정에서 상기 코어층(112)이 노출될 수 있다. 이에 반해, 상기 제2 접합층(116)의 두께가 5㎛를 초과하는 경우, 상기 제2 접합층(116)의 열팽창계수가 높아져, 상기 코어층(112)과 구분하여 상기 제2 접합층(116)을 별도로 제공하는 목적을 달성하기 어려울 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 빌드업 필름 구조물(100)은 회로기판 제조시에 층간 절연막이 되는 코어층(112), 상기 코어층(112)의 일면(112a)을 덮어 기판 상에 접합되는 제1 접합층(114), 그리고 상기 코어층(112)의 타면(112b)을 덮어 그 표면에 도금 패턴이 형성되는 제2 접합층(116)을 구비하되, 상기 코어층(112)은 낮은 열팽창계수 특성 및 낮은 손실값 특성을 갖도록 상대적으로 적은 무기물 필러 함량을 갖고, 상기 제1 접합층(114)은 상기 기판과의 높은 접합력 특성을 갖도록 상대적으로 적은 무기물 필러 함량을 가지며, 상기 제2 접합층들(116)은 상기 도금 패턴과의 높은 밀착력 확보를 위해 낮은 무기물 필러 함량을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 빌드업 필름 구조물(100)은 층간 절연막이 되는 코어층(112)에 대해 열팽창계수와 손실값과 같은 경화물성을 개선시키고, 나머지 외곽층들은 각각의 기능에 맞도록 그 특성을 개선시킨 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 빌드업 필름 구조물은 층간 절연막으로서의 경화물성을 확보하면서도, 일면에서는 기판과의 접합력을 향상시키고, 타면에서는 도금 패턴과의 밀착력을 높일 수 있는 구조를 가질 수 있다. 또한, 이러한 빌드업 필름 구조물을 이용하여 회로 기판을 제조하는 경우, 회로 패턴과의 접합 신뢰성을 높이고, 높은 warpage 특성을 갖는 제품 신뢰성을 갖는 회로기판을 제조할 수 있다.

계속해서, 상술한 빌드업 필름 구조물(100)을 이용하여 회로 기판을 제조하는 과정에 대해 구체적으로 설명한다. 여기서, 앞서 살펴본 빌드업 필름 구조물(100)에 대해 중복되는 내용은 생략하거나 간소화될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회로 기판의 제조 방법을 보여주는 순서도이고, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 회로 기판의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

도 2 및 도 3a를 참조하면, 회로 패턴(210)이 형성된 기판(200)을 제조할 수 있다(S110). 일 예로서, 상기 기판(200)을 준비하는 단계는 동박적층판을 준비하고, 상기 동박적층판에 비아홀을 형성한 후 상기 동박적층판에 대해 도금 공정을 수행하여 상기 비아홀을 채우는 비아(220) 및 상기 동박적층판 표면 상에서 상기 비아(220)와 전기적으로 연결되는 회로 패턴(210)을 형성하여 이루어질 수 있다.

도 2 및 도 3b를 참조하면, 제1 접합층(114)이 기판(200)을 향하도록 하면서, 빌드업 필름 구조물(100)을 상기 기판(200)에 접합시킬 수 있다(S120). 예컨대, 도 1을 참조하여 설명한 빌드업 필름 구조물(100)을 준비하고, 인쇄회로기판이 제조되는 장소로 상기 빌드업 필름 구조물(100)을 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 캐리어 필름(120) 및 보호 필름(130)은 상기 공정 장소로 이동되는 과정에서, 상기 빌드업 필름 구조물(100)을 보호함과 더불어, 상기 빌드업 필름 구조물(100)의 이동을 위한 이동 장치로부터 상기 구조물(100)이 미끄러지는 현상을 방지할 수 있다.

그리고, 제1 접합층(114)이 노출되도록 빌드업 필름 구조물(100)로부터 캐리어 필름(120)을 분리시킨 후, 상기 제1 접합층(114)을 상기 기판(200)에 접합시킬 수 있다. 그 후, 제2 접합층(116)이 노출되도록 절연 필름(110)으로부터 상기 커버 필름(130)을 분리시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(200) 상에는 제1 접합층(114), 코어층(112), 그리고 제2 접합층(116)이 순차적으로 적층된 구조의 절연 필름(110)이 형성될 수 있다.

도 2 및 도 3c를 참조하면, 빌드업 필름 구조물(100)에 회로 패턴(210)을 노출시키는 비아홀(118)을 형성할 수 있다(S130). 상기 비아홀(118)을 형성하는 단계는 절연 필름(110)에 대해 회로 패턴(116)에 대향되는 영역에 대해 레이저 가공 공정을 수행하여, 상기 회로 패턴(210)을 노출시키는 관통홀을 형성하여 이루어질 수 있다.

도 2 및 도 3d를 참조하면, 제2 접합층(116)에 거칠기가 형성되도록, 빌드업 필름 구조물(100)에 디스미어(desmear) 공정을 수행할 수 있다(S140). 상기 디스미어 공정을 수행하는 단계는 상기 제2 접합층(116)을 소정의 식각액으로 처리하여 이루어질 수 있다. 상기 식각액으로는 과망간산칼륨(KMnO₄)이 사용될 수 있다. 상기 과망간산칼륨은 상기 절연 필름(110)의 에폭시 경화반응 중에 생선된 이차 수산화기를 공격하여 결합을 끊는 원리로서, 상기 절연 필름(110)을 조면화(粗面化)시킬 수 있다. 이에 따라, 표면 거칠기가 형성된 제2 접합층(116a)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 접합층(116)은 에스테르계 경화제를 함유하지 않거나 최소한으로 함유되어 있으므로, 이차 수산화기의 활성화로 인한 빌드업 절연 필름의 잔사 제거 효율이 저하되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 상기 디스미어 공정에서 상기 비아홀(118) 내에 잔류하는 상기 절연 필름(110)의 잔사는 효과적으로 제거될 수 있다.

도 2 및 도 3e를 참조하면, 빌드업 필름 구조물(100)에 도금 패턴(119)을 형성할 수 있다(S150). 상기 도금 패턴(119)을 형성하는 단계는 상기 절연 필름(110)에 대해 무전해 도금 공정을 수행하여 비아홀(118)을 채우는 비아 및 상기 제2 접합층(116a) 표면을 덮는 도금막을 형성한 후, 상기 도금막을 패터닝하여 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(200) 상에는 회로 패턴(210)을 채우면서 상기 기판(200)에 접합된 제1 접합층(114), 층간 절연막인 코어층(112), 상기 코어층(112)을 덮으면서 표면에 형성된 도금 패턴(119)이 형성된 제2 접합층(116a)을 구비한 회로 기판이 제조될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 회로 기판의 제조 방법은 층별로 기능을 개선한 다층 구조의 빌드업 필름 구조물(100)을 이용하여 층간 절연막이 되는 코어층(112)에 대한 warpage 특성을 유지하면서도, 기판(200)과의 높은 접합력 및 도금 패턴(119)과의 높은 밀착력을 확보할 수 있는 회로 기판을 제조할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 회로 기판의 제조 방법은 층간 절연막으로서의 경화물성을 확보하면서도, 일면에서는 기판과의 접합력을 향상시키고, 타면에서는 도금 패턴과의 밀착력을 높일 수 있는 구조를 갖는 빌드업 필름 구조물을 이용함으로써, 회로 패턴과의 접합 신뢰성을 높이고, 높은 warpage 특성을 갖는 제품 신뢰성을 갖는 회로기판을 제조할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 빌드업 필름 구조물
110 : 절연 필름
112 : 코어층
114 : 제1 접합층
116 : 제2 접합층
118 : 비아홀
119 : 도금 패턴
120 : 캐리어 필름
130 : 커버 필름
200 : 기판
210 : 회로 패턴
220 : 비아

Claims

수지(resin)와 무기물 충진재(inorganic filler)를 갖는 코어층;
상기 코어층의 일면을 덮고, 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제1 접합층; 및
상기 코어층의 타면을 덮고, 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제2 접합층을 포함하는 빌드업 필름 구조물.
제 1 항에 있어서,
상기 무기물 충진재는 실리카(silica), 탄산칼슘(CaCo₃), 층상 규산염, 탈크(talc), 그리고 세라믹 분말 중 적어도 어느 하나를 포함하는 빌드업 필름 구조물.
제 1 항에 있어서,
상기 코어층은 상기 무기물 충진재의 함량이 50wt% 이상이고,
상기 제1 및 제2 접합층들은 상기 무기물 충진재의 함량이 50wt% 미만인 빌드업 필름 구조물.
제 1 항에 있어서,
상기 코어층의 두께는 10㎛ 내지 30㎛이고,
상기 제1 접합층의 두께는 1㎛ 내지 3㎛이며,
상기 제2 접합층의 두께는 1㎛ 내지 5㎛인 빌드업 필름 구조물.
제 1 항에 있어서,
상기 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 고무 변성형 에폭시 수지, 그리고 인계 에폭시 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 빌드업 필름 구조물.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 접합층을 덮는 캐리어 필름; 및
상기 제2 접합층을 덮는 커버 필름을 더 포함하는 빌드업 필름 구조물.
회로 패턴이 형성된 기판;
상기 기판에 접합된 절연 필름; 및
상기 절연 필름에 형성된 도금 패턴을 포함하되,
상기 절연 필름은:
수지(resin)와 무기물 충진재(inorganic filler)를 갖는 코어층;
상기 코어층의 일면을 덮고, 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제1 접합층; 및
상기 코어층의 타면을 덮고, 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제2 접합층을 포함하는 회로 기판.
수지(resin)와 무기물 충진재(inorganic filler)를 갖는 코어층, 상기 코어층의 일면을 덮고 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제1 접합층, 그리고 상기 코어층의 타면을 덮고 상기 코어층에 비해 상기 무기물 충진재의 함량이 적은 제2 접합층을 포함하는 빌드업 필름 구조물을 준비하는 단계;
상기 제1 접합층이 노출되도록, 상기 빌드업 필름 구조물로부터 상기 캐리어 필름을 분리시키는 단계;
노출된 상기 제1 접합층을 빌드업 인쇄회로기판의 제조를 위한 기판에 접합시키는 단계;
상기 제2 접합층이 노출되도록, 상기 빌드업 필름 구조물로부터 상기 커버 필름을 분리시키는 단계;
상기 제2 접합층에 대해 디스미어(desmear) 공정을 수행하여 상기 제2 접합층 표면에 거칠기(roughness)를 형성하는 단계; 및
상기 거칠기가 형성된 상기 제2 접합층에 도금 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 회로 기판의 제조 방법.